DE3028596C2 - Farbstrahldrucker - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

ß j ;

ein Wandler für die Erzeugung von Druckschwingungen der Tinte vorgesehen ist, daß

g) eine Ladungselektrode (41; 42;... 60) und ein Detektor (21; 22;... 40) für die Tintentröpfchen mehrerer benachbarten Ausstoßköpfe (11,1₂,1₃; 2], 2₂,2₃;... 2O₃) vorgesehen sind, und daß

h) die Zeitpunkte der Tröpfchenbildung für die einzelnen Tintenstrahlen über ihre Wandler derart getrennt gesteuert werden, daß sich während de· Anliegens eines Ladesignals an einer Ladungselektrode (41; 42;... 60) nur jeweils ein Tröpfchen von einem dieser Ladungselektrode (41; 42;... 60) zugeordneten Tintenstrahl ablöst

2. Farbstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitpunkte der Tröpfchenbildung für die einzelnen Tintenstrahlen durch die entsprechende Einstellung der Phasen der von den Wandlern erzeugten Druckschwingungen steuerbar sind.

3. Farbstrahldrucker nach einem der Ansprüche t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ladungselektrode (41; 42;... 60) während des Drückens ein pulsierendes, elektrisches Feld an die Tintentröpfchen anlegt.

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

Es sind Farbstrahldrucker bekannt, bei denen es zu Abweichungen zwischen der Zeitsteuerung für die Ausbildung der einzelnen Tröpfchen und der Zeitsteuerung der Aufladung der Tröpfchen kommen kann, d. h., die ausgewählten Tröpfchen erhalten nicht die erforderliche Ladungsmenge und werden deshalb durch die Ablenkelekttoden um eine Strecke verschoben, die nicht der gewünschten Ablenkstrecke entspricht. Dadurch kommt es zu Verzerrungen in dem erzeugten Schriftbild.

Zur Vermeidung dieses Problems ist es aus der DE-OS 25 55 463 bzw. der DE-OS 25 26 725 bekannt, zumindest einige Tröpfchen durch Testladungen aufzuladen und die räumliche Lage dieser Tröpfchen mittels eines Detektors festzustellen. Die von dem Detektor aufgenommenen Signale werden nach Gleichrichtung über eine definierte Zeitspanne integriert, so daß in Abhängigkeit von der Größe des Integrals die Phasenverschiebung zwischen Tropfenbildung und Aufladungszeitpunkt nachgeregelt werden kann (DE-OS 25 55 463).

Bei einem solchen Farbstrahldrucker ist es üblich, einen einzigen, gemeinsamen Wandler für die Erzeugung von Druckschwingungen der Tinte in den verschiedenen, in einer Zeile angeordneten Ausstoßkäpfen für die

Tinte vorzusehen (DE-OS 25 26 725).

Ein Farbstrahldrucker der angegebenen Gattung geht auch aus der nicht vorveröffentlichten US-PS 42 90 073 hervor und soll im folgenden unter Bezugnahme auf die F i g. 1 a, 1b näher erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. la eine perspektivische Ansicht dieses Farbstrahldruckers, und

Fig. Ib einen Schnitt längs der Linie \B-\B von Fig. la.

Der aus Fig. la ersichtliche Farbstrahldrucker weist 60 Ausstoßköpfe I₁,1₂, I₃, 2,, 2₂, 2* 3| ... 2O₃ auf, die in einer Zeile angeordnet sind. Aus den Düsen dieser Äusstoßköpfe wird eine unter Druck stehende Tinte mit vorgegebener Frequenz ausgestoßen, und zwar mit der Frequenz von Druckschwingungen, die von elektrostriktiven, als Vibratoren dienenden Wandlern erzeugt werden. Die Tröpfchen werden durch zugehörige Ladungselektroden 41) bis 4I₃, 42| bis 42* ... 60, bis 6O₃ aufgeladen und dann horizontal in Richtung der .Y-Achse durch Ablenkelektroden XDE (60 Gruppen) abgelenkt Jedem Ausstoßkopf ist ein Detektor für die Ladung der Tröpfchen zugeordnet, d. h„ es sind insgesamt 60 Detektoren 211 bis 2I₃,22, bis 22^... 4Oi bis 4O₃ vorgesehen.

Dieser Farbstrahidrucker weist außerdem eine erste, in V-Richtung ablenkende Ablenkelektrode YDE_t, die die aufgeladenen Tröpfchen vertikal nach unten richtet, sowie eine zweite, in V-Richtung wirkende Ablenkelektrode YDEi auf, die die von der ersten Ablenkelektrode VDEi nach unten abgelenkten TröyL-hen wieder nach oben ablenkt, so daß sie auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers PR treffen.

Fi g. Ib zeigt einen Schnitt längs der Linie Ιΰ-Iß von Fig. la. Wie man erkennt, wird an die beiden Ablenkelektroden VDEi und YDEi eine vorgegebene Ablenkspannung angelegt. Die nicht aufgeladenen Tröpfchen, die auch als »Schutztröpfchen« bezeichnet werden, werden durch das elektrische Ablenkfeld der Ablenkelektrode VDEi nicht beeinflußt, fliegen also geradlinig weiter und treffen auf den Auffänger CA. Die geladenen, für die Aufzeichnung benutzten Tröpfchen werden auf die beschriebene Weise abgelenkt, überfliegen den Auffünger CA und treffen auf dem blattförmigen Aufzeichnungsträger PR auf.

Alle, in X-Richtung ablenkenden Elektroden XD\ empfangen ein Ablenksignal vorgegebener Größe. An die Ladungselektroden 411 bis 60) wird eine Aufladungsspannung angelegt, deren Wert sich periodisch, schrittweise erhöhl. Die aufgeladenen Tröpfchen werden in horizontaler Richtung in entsprechender Weise schrittweise abgelenkt.

Ordnet man die Ausstoßköpfc Ii bis 20j in einem Abstand von 5 mm voneinander an, und müssen Zeichen mit einer horizontalen Dichte von 8 Aufzcichnungspunktcn/mm aufgezeichnet werden, so werden die von einem Ausstopkopf abgegebenen und aufgeladenen Tröpfchen durch die in A'-Richtung wirkenden Elektroden XD\ in horizontaler Richtung in 5 χ 8 = 40 Schrit-

ten abgelenkt Dadurch werden diese Zeichen mit einer Dichte von 8 Aufzeichnungspunkten/mm Ober eine horizontale Strecke von 5 χ 60 = 300 mm aufgezeichnet, d. h., jede Zeile hat eine Länge von 300 mm, wobei auf jedem Millimeter dieser Zeile 8 Aufzeichnungspunkte erzeugt werden können.

Der Abstand der Detektoren 211 bis 40» für die Ladungen der Tröpfchen sowie der Ladungselektroden 411 bis 6O3 muß also 5 mm betragen. Bei so kleinen Abständen bleibt jedoch nur wenig Platz für die Abschirmung der Elektroden gegeneinander übrig, so daß es schwierig wird, die gegenseitige Beeinflussung der Detektoren 21, bis 4O₃, die extrem kleine Ladungen feststellen müssen, sowie das damit verbundene Dämpfungsrauschen zu unterdrücken. Ferner wird es problematisch, die Detektoren zugeordneten Leitungen gegeneinander abzuschirmen, so daß es auch hierbei zu einer gegenseitigen, die einwandfreie Funktion störenden Beeinflussung kommt Für die Funktionsweise dieses Farbstrahldrukkers ist wesentlich, daß die Ablenkung der Tröpfchen in V-Richtung durch die Ablenkelektroden YDEi durch die anschließende Ablenkung der Tröpfchen in V-Richtung durch die Ablenkelektroden YDE₂ wieder aufgehoben wird, also für die zum Schreiben verwendeten Tröpfchen nur die Ablenkung in ^-Richtung durch die Elektroden XDEwirksam ist.

Des Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Farbstrahldrucker der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem nicht für jeden Ausstoßkopf eine Ladungselektrode und ein Detektor vorgesehen werden müssen und dadurch die gegenseitige Beeinflussung von Ladungselektroden und Detektor vernachlässigbar wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß die Ladungselektroden und die Detektoren -ier nebeneinanderliegenden Ausstoßköpfe durch die gemeinsame, mit entsprechenden Löchern versehene Blöcke gebildet werden, die sich ohne Probleme gegen die Blöcke der benachbarten Ladungselektroden und Detektoren abschirmer, lassen. Dadurch wird die gegenseitige Beeinflussung der benachbarten Ladungselektroden weitgehend unterdrückt.

Weiterhin werden für die benachbarten Ausstoßköpfe, die jeweils eine gemeinsame Ladungselektrode und einen gemeinsamen Detektor haben, die Phasen der Druckschwingungen und die Phasen der Aufladungen so aufeinander abgestimmt, daß immer nur eins der drei möglichen Tröpfchen dieser Ladungselektrode bzw. dieses Detektors aufgeladen wird. Dadurch läßt sich jede Beeinflussung der benachbarten Ladungsvorgänge bzw. der Messung der entsprechenden Ladungen vermeiden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 2a eine perspektivische Ansicht des wesentlichen Teils eines erfindungsgemäßen Fäfbsträhldrükkers,

Fig.2b einen Schnitt längs der Linie Ilö-Ilß von Fig. 2a,

Fig.2c einen Schnitt längs der Linie llc-llc von F i g. 2a,

Fig.3a ein Blockschal¹ bild der Steuerschaltung dieses Farbstrahldruckers,

F i g. 3b ein Blockschaltbild von Details der Steuerschaltung, und

Fig.3c und 4 Zeitsteuerdiagramme der Eingangs und Ausgangssignale an verschiedenen Stellen der Steuerschaltung nach F i g. 3a.

In der folgenden, detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform eines Farbstrahldruckers sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen; dabei werden auch die gleichen Bezugszeichen wie bei der Erörterung des Farbstrahldruckers nach den Fig. la, Ib verwendet

In F i g. 2a sind mehrere Ausstoßköpfe Ii bis I₃,2, bis 23 ... 20i bis 2O₃, mehrere Ladungselektroden 41 bis 60 für die einzelnen, von jedem Ausstoßkopf abgegebenen Tintenstrahlen sowie mehrere Detektoren 21 bis 40 für die Ladungen der Tröpfchen ersichtlich. F i g. 2b zeigt einen Schnitt längs der Linie IIS-IIß von Fig.2a, und Fig.2c einen Schnitt längs der Linie 1IC-HC von Fig. 2a.

Wie man in F i g. 2b erkennt, enthält der Detektor 21 einen leitenden Block 216 mit öffnu'.$en 21äi bis 2Ia₃. die im gleichen Abstand, nämlich in einen Abstand von 5 mm, wie die Düsen der Ausstoßköpfe angeordnet sind; die abgegebenen Tröpfchen fliegen durch diese Öffnungen. Der leitende Block 21 b ist mit einer Isolierschicht 1\c umhüllt, die wiederum mit einer leitenden Abschirmschicht 2\d umgeben ist. Die anderen Detektoren 22 bis 40 sind auf die gleiche Weise ausgeführt. Die einzelnen Detektoren 21 bis 40 sind auf der Rückseite einer Isolierplatte 61 miteinander verbunden.

Die Ladungsclektrode 41 weist einen leitenden Block 410 mit Öffnungen 41 a\ bis 41 aj auf, die im gleichen Abstand wie die Düsen der Ausstoßköpfe angeordnet sind und den Durchgang der abgegebenen Tröpfchen ermöglichen. Eine Isolierschicht 41c bedeckt die Außenfläche des Isolierblocks 416. Die anderen Ladungselektroden 42 bis 60 haben den gleichen Aufbau wie die Ladungselektrode 41. Die Ladungselektroden 41 bis 60 sind mit der Vorderseite der Isolierplatte 61 verbunden.

Als Alternative hierzu können die Ladungselektroden 41 bis 60 auch einen Aufbau haben, der dem der Detektoren 21 bis 40 für die Ladungen der Tröpfchen entspricht.

In Fig.3a ist eine Ausführungsform einer Schaltungsanordnung dargestellt, mit der der Zeitpunkt der Aufladung der einzelnen Tröpfchen festgelegt wird. Fig.3b zeigt ein Blockschaltbild einer Auswahlschaltung OPS für die Schwingungsphasen, die im folgenden auch als »Schwingphasen-Auswählschaltung OPS« bezeichnet werden soll und in der Schaltungsanordnung für die Einstellung des Zeitpunktes für die Aufladung der Tröpfchen vorgesehen ist. Die aus F i g. 3c ersichtli chen Wellenformen geben die zeitliche Zuordnung von Eiitgangssignalen und Ausgangssignalen an verschiedenen Stellen der Schaltung nach F i g. 3a wieder.

Die Schaltung nach F i g. 3a enthält eine Steuerschaltung 62, die im linken unteren Teil der Zeichnung dargestellt ist und einen Mikrocomputer mit einer Ein-/Ausgabe- oder E/A-F^:nheit 62a, einem Festwert- oder ROM-Speicher 62b, einem Direktzugriff- oder RAM-Speicher 62e und einem Zentralprozessor oder einer CPU-Einheit 62d auf. Der ROM-Speicher 62fc speichert Programmdaten zum Steuern von Ladungszeiteinstell- und -aufzeichnungsoperationen. Ein synchroner Betrieb der gesamten Schalung ist durch Taktimpulse A gewährleistet, die durch einen Taktimpulsgenerator 63 mit einer Frequenz von 1,8 MHz erzeugt werden. Die Taktimpulse A werden an die E/A-Einheit 62a der Steuer-

schaltung 62, einen 9-Bit-Zähler 64 und einen 18-Bit-Zähler 15 angekoppelt.

Der Ausgang des 9-Bit-Zählers 64 ist mit einem ersten Dekodierer 67 verbunden, an dessen Ausgangsanschlüssen 0 bis 8 Ausgangssignale Bo bis S₈ abgegeben werden. Der Ausgang Bo wird an ein Γ-Flip-Flop 681 angelegt, dessen (^-Ausgang wiederum an ein 8-Bit-Serien-Parallel-Schieberegister 68? angelegt wird. Wie in Fig.3c dargestellt, erzeugen die parallelen Ausgänge Fi bis Fi des Schieberegisters 68} und ein Ausgang Fo des Flip-Flops 68| Impulse mit einer Frequenz, die das Vm-fache der Frequenz der Taktimpulse A ist, welche Phasen haben, welche fortlaufend durch die Periode 27c der Taktimpulse A verschoben werden. Die Impulse Fo bis Fg werden in sinusförmige Wellen umgewandelt, und eine is von ihnen wird ausgewählt, um ein elektrostriktives Element eines Farbstrahlkopfes anzusteuern. Die Impulse Fo bis Fa werden nacheinander ausgewählt, um die SchwinKPhase des Farbdruckes zu verschieben bzw. einzustellen. Diese Impulse Fo bis F₈ sind ständig an die Schwingphasen-Auswählschaltung OPS (mit 16 Schaltungseinheiten) angekoppelt.

Wie in Fig.3b dargestellt, weist jede Schaltungseinheit der Schwingphasen-Auswählschaltung OPS neun /K-Flip-Flops FF, bis FF₉, neun UND-Glieder A\ bis A* und ein ODER-Glied R\ auf. Die Flip-Flops FF₁ bis FF* werden fortlaufend gesetzt, so daß die UND-Glieder A1 bis Ac, nacheinander angeschaltet werden, wodurch dann die Ausgangsimpulse Fo bis Fg von dem Flip-Flop 681 und dem Schieberegister 682 Gruppe für Gruppe durchlaufen. Die Ausgangsimpulse der UND-Glieder A, bis A₉ gelangen über das ODER-Glied K₁ zu einem Sinuswellen-Umformer SlN. Wenn eines der Flip-Flops (beispielsweise FFj) gesetzt wird, läuft einer der Impulse (Fi) über das UND-Glied Ai. Folglich dient die Schwingphasen-Auswählschaltung OPS nicht nur dazu, selektiv die Schwingungsansteuerimpulse Fo bis Ft zu erzeugen, sondern hat auch eine Sperrfunktion. Der Ausgang jeder Schaltungseinheit (Fig. 3b) der Schwingphasen-Auswählschaltung OPS wird der entsprechenden Schaltungseinheit des Sinuswcllen-Umsetzer SIN (mit 60 Schaltungseinheiten) zugeführt und wird dadurch in eine sinusförmige Welle mit einem vorgegebenen Scheitelwert umgeformt. Die Ausgänge der Schaltungseinheiten des Umsetzers SlN werden an entsprechende Schwingungsspannungs-Verstärker (Piezotreiberstufen) 69i bis 69m angelegt. Die Ausgangsspannungen dieser Verstärker 69, bis 69« werden an elektrostriktive Vibratoren der zugeordneten Farbstrahlköpfe 11 bis 2Ο3 angelegt.

Inzwischen zählt der 18-Bit-Zähler 65 die Ausgangsimpulse des Taktimpulsgenerators 63 und sein Ausgang wird an einen zweiten Dekodierer 70 angelegt der in F i g. 3c dargestellte Zeitsteuerimpulse C₀ bis C₈ erzeugt, und zwar einen Impuls C am Ausgangsanschluß 0, wenn sein Zählerstand »0« ist; einen Impuls C< am AusgangsanschiuS !,wenn sein Zählerstand »I« ist, usw.

Ausgangsimpulse, die an Ausgangsanschlüssen 1, 4 und 7 des Dekodierers 70 anliegen, werden als Ladesuchimpulse Do bis Di während einer Suchphase zum bo Abtrennen bzw. Aufteilen von Farbtröpfchen angelegt, um so die Farbtröpfchen zu laden, die von einer ersten Gruppe von Farbstrahlköpfen 1,, 2i... 20i, einer zweiten Gruppe von Farbstrahlköpfen I₂,2₂... 2O₂ und einer dritten Gruppe von Farbstrahlköpfen 1 j, 2 _s... 2Oj ausgestoßen werden. Das UND-Glied Aw wird durch die Steuerschaltung 62 angeschaltet, wenn die Abtrennphasen von Farbtröpfchen, die von der ersten Gruppe von Farbstrahlköpfen 11,2i,... 2Oi ausgestoßen worden sind, festzustellen sind; das UND-Glied Aw wird durch die Steuerschaltung 62 angeschaltet, wenn die Abtrennphasen von Farbtröpfchen, die von der zweiten Gruppe von Farbstrahlköpfen 12.2j,... 2Ο2 ausgestoßen worden sind, festzustellen sind, und das UND-Glied Aη wird durch die Steuerschaltung 62 angeschaltet, wenn die Abtrennphasen von Farbtröpfchen, die von der dritten Gruppe von Farbstrahlköpfen U 2*... 2O₃ ausgestoßen worden sind, festzustellen sind. Ausgangsimpulse der UND-Glieder -4,₀ bis A₁₂ gelangen über ein ODER-Glied R₂ zu einem Eingangsanschluß jeder Schaltungseinheit einer Wählschaltung 71 (die 20 Schaltungseinheiten aufweist). Jede Schaltungseinheit der Wählschaltung 71 wird während einer Abtrennsuchphase durch ein Suchbefehlsignal von der Steuerschaltung 62 ausgelöst, um in einer Betriebsart zu arbeiten, bei welcher der Ausgang des ODER-Glieds R₂ mit den Ladeelektroden 41 bis 60 verbunden ist. Die Wählschaltung 71 verbleibt in dieser Betriebsart, wodurch dann Ausgänge von Spannungsverstärkern 72| bis 722o an die Ladeelektroden 41 bis 60 angelegt werden, solange der Suchbefehlausgang der Steuerschaltung 62 nicht vorhanden ist.

Ausgänge C₀ bis Ci, die an Anschlüssen 0 bis 2 des Dekodierers 70 anliegen, werden über ein ODER-Glied Rj an Eingangsanschlüsse von UND-Gliedern A 13i, A 14t. ... -4 32i angelegt, die eine erste UND-Glied-Gruppe bilden; Ausgänge Cj bis d an Ausgangsanschlüssen 3 bis 5 werden über ein ODER-Glied R* an Eingangsanschlüsse von UND-Gliedern A 13₂, A 14*... A 32₂ angekoppelt, die eine zweite UND-Güed-Gruppe darstellen, und Ausgänge G> bis C₈ an Ausgangsanschlüssen 6 bis 8 des Dekodierers 70 werden über ein ODER-Glied fcan Eingangsanschlüsse von UND-Gliedern A 133, A 143,. · · A 32j angekoppelt, die eine dritte UND-Glied-Gruppe bilden. Wie aus F i g. 3c zu ersehen, haben die Ausgänge £b, E, oder E₂ der ODER-Glieder Ri. K< oder R^ eine impulsdauer oder -pefiöde, die das Dreifache der Impulsdauer der entsprechenden Suchimpulse Db, D\ oder D₂ ist, die jeweils dem mittleren Drittel der Periode entsprechen. Die Impulse E₀ bis E₂ werden während einer Aufzeichnung als Ladeimpulse verwendet.

In Fig.2a sind »m(= 60)« Farbstrahlköpfe in »n(= 3)« Gruppen aufgeteilt, während »n(= 3)« benachbarte Köpfe einen Kopfabschnitt bilden; die Gesamtanzahl der Kopfabschnitte ist m/n = 20. Die Köpfe 11 bis 11 bilden einen ersten Kopfabschnitt, welcher der Ladeelektrode 41 gegenüberliegt, die Köpfe 2i bis 2₃ bilden einen zweiten Kopfabschnitt der der Ladeelektrode 42 gegenüberliegt, usw. Eine Ladeelektroc¹: und eine Ladungsfühlelektrode sind jedem der Kopfabschnitte zugeordnet. In ähnlicher Weise sind die UND-Glieder A 13i bis A 32₃ in 20 Abschnitte aufgeteilt nämlich einen ersten Abschnitt A 13) bis A 133. einen zweiten Abschnitt A 14i bis A 143, · - · A 32_t bis A 32j.

Unter der Steuerung der Steuerschaltung 62 werden dann Druckdaten einer Zeile (40 χ 60 = 2400 Bits) seriell einem Schieberegister 73 zugeführt, (wobei, um die Dateneingabegeschwindigkeit zu erhöhen, die Daten auch in einem 2400 Bit-Parallelbetrieb zugeführt werden können). Das Schieberegister 73 ist so ausgelegt daß 40 Datengruppen von jeweils 60 parallelen Bits abgegeben werden können. Mit anderen Worten, das Schieberegister 73 hat 60 parallele Ausgangsanschlüsse, und zwar einen für jedes parallele Bit. Die 60 Ausgangsanschlüsse sind mit den UND-Gliedern A 13i, A 13₂, A 13j, A 14|.... bzw. A 32j verbunden. Während einer

Aufzeichnung werden die Daten in dem Schieberegister 73 gleichzeitig in Form von 60 Hits von den Ausgangsanschlüssen parallel an die entsprechenden UND-Glieder A 13i bis A 32i angelegt, jedes der UND-Glieder A I3| bis A 32| wird mit 40 seriellen Bits von Druckdaten während der Aufzeichnung einer Zeile versorgt. Während dieser Periode sind die UN D-Glieder A 331 bis A 33211 durch die Steuerschaltung 62 alle angeschaltet, so daß e.r.e Datenzeile an die Spannungsverstärker 72, bis 72_M in 40 seriellen Gruppen angelegt wird.

Erste und zweite Datenselektoren 74 und 75 sind in der Schaltung ebenfalls vorgesehen, um oie Ansteuerphase jedes Farbstrahlkopfes zum Suchen und Einstellen der Abtrenn- bzw. Aufteilphase der Farbe in Tröpfchen zu verschieben und festzulegen. Der erste Datenselektor 74 weist einen Eingangsanschluß, der mit neun Ausgangsleitungen der E/A-Einheit 62a der Steuerschaltung 62 verbunden ist, und 60 Gruppen von jeweils neun Ausgangsanschlüssen auf. Die neun Ausgangsleitungen jeder Ausgangsanschiußgruppe sind mit den entsprechenden Schaltungseinheiten der Schwingphasen-Auswählschaltung OPS(siehe Fig. Ib) verbunden. Der Datenselektor 74 hat ebenfalls 60 Steuereingangsanschlüsse 0 bis 59. Wenn die Eingangsspannung an dem Steuereingangsanschluß 0 hoch oder »1« ist, wird der Eingang (neun Leitungen) mit der ersten Schaltungseinheit der Auswählschaltung OPS verbunden. Wenn die Eingap.gsspar.nung an dem Steuereingangsansehluß ! »1« ist, wird der aus 9 Leitungen bestehende Eingang mit der zweiten Schaltungseinheit der Auswählschaltung OPS verbunden usw.

Der zweiten Datenselektor 75 arbeitet im wesentlichen auf die gleiche Weise wie der Selektor 74; er weist aber nur eine Eingangsleitung, über weiche die Flip-Flops FFi bis FF9 (F i g. 3b) rückgestellt werden können, und folglich 60 Ausgangsleitungen auf. Ein Dekodierer 76 legt Auswählsteuersignale an die Steuereingangsanschlüsse 0 bis 5§ der ersten und zweiten Datenselektoren 74 und 75 an. Der Dekodierer 76 wird mit Zählkodes von einem 60-Bit-Zähler 77 gespeist, welcher wiederum mit Zählimpulsen von der Schaltung 62 gespeist wird. Wenn ein Zählkode, der von dem Zähler 77 an den Dekodierer 76 angelegt wird, null ist, ist der Pegel am Ausgangsanschluß 0 des Dekodierers 76 hoch oder »1«, und folglich schaffen die ersten und zweiten Datenselektoren 74 und 75 eine Verbindung zwischen der ersten Schaltungseinheit der Auswahlschaltung OPS und der Steuerschaltung 62. Wenn die Steuerschaltung 62 einen Impuls an den Zähler 77 abgibt, verbinden die Datenselektoren 74 und 75 die zweite Schaltungseinheit der Wählschaltung OPS mit der Steuerschaltung 62. Wenn ein weiterer Impuls an den Zähler 77 angelegt wird, verbinden die Datenselektoren 74 und 75 die dritte Schaltungseinheit der Wählschaltung OPS mit der Steuerschaltung 62. Auf diese Weise werden die jeweiligen Schaltungseinheiten der Phasenwählschaltung OPS nacheinander jedesmal dann mit der Steuerschaltung 62 verbunden, wenn der Zähler 77 aufwärtszählt

Die Ausgangsanschlüsse der Ladungsfühlelektroden 21 bis 40 sind mit Eingangsanschlüssen von einzelnen Schaltelementen (20 Elementen) verbunden, die eine analoge Schaltanordnung 78 (mit 20 Gruppen von analogen Schalteinheiten, die mit einem Ausgangsanschluß verbunden sind) darstellen. Die Schaltanordnung 78 weist 20 Steuereingänge 0 bis 19 auf. Der Ausgang der Schaltanordnung 78 ist mit einem Eingang eines Verstärkers 79 verbunden, um ein eine Ladung feststellendes Ausgangssignal eines Detektors in ein binäres Signal umzusetzen. Der Ausgang des Verstärkers 79 ist an eine Eingangsleiiung der E/A-Einheit 62a der Schaltung 62 angeschlossen. Die Arbeitsweise der Schaltanordnung 78 entspricht iin wesentlichen der der ersten und zweiten Datenselektoren 74 und 75. Jedes Mal, wenn die Schaltung 62 einen Impuls an einen 20-Bii-Zählcr 80 anlegt, wird das Ausgangssignal des Dekodierers 81 geändert, wodurch die Detektoren 21 bis 40 nacheinander selektiv mit dem Verstärker 79 verbunden werden.

Ein 40-Bit-Zähler 66 zählt die Ausgangsimpulse CF₀) eines einen Flip-Flop 681 und ein Schieberegister 682 enthaltenden Binärzählers und gibt einen Zählkode an einen Digital-Analog-(D/A)-Umsetzer 82 ab. Der D/AUmsetzer 82 erzeugt eine analoge Treppenspannung, die 40 Stufen ansteigt, auf den tiefsten Pegel zurückkehrt und wieder schrittweise ansteigt. Diese analoge Spannung wird durch einen Spannungsverstärker 83 auf einen Wert verstärkt, der hoch genug ist, um die geladenen Tröpfchen in 20 Stufen in einer horizontalen Ebene abzulenken. Der Ausgang des Spannungsverstärkers 83 ist mit 20 Schaltverstärkern 72, bis 72_M verbunden. Über diese Schaltverstärker 72t bis 72m wird der verstärkte Ausgang des Verstärkers 83 an die Wählschaltung 71 angelegt, wenn die Ausgangspegel der entsprechenden UND-Glieder /4 33| bis A 33m hoch oder auf dem logischen Pegel »1« sind. Wenn der Zählstand des 40-Bit-Zählers 66 »40« erreicht, stellt dies ein NAND-Glied 84 fest und gibt ein »!«-Signs! sr, die Steuerschaltung 62 ab. Bei diesem Impuls, welcher eine Zählperiode anzeigt, werden dann durch die Steuerschaltung 62 für eine Aufzeichnung Druckdaten in das Register 73 eingelesen und aus diesem ausgelesen, und die UND-Glieder A 33i bis A 33» werden zum richtigen Zeitpunkt angeschaltet

Die Schaltung nach F i g. 3a arbeitet folgendermaßen: Wenn ein Signal, das ein Suchen und Einstellen einer Abtrenn- oder Aufteilphase anzeigt, bei welcher Farbe in Tröpfchen aufgeteilt wird, an der E/A-Einheit %2s dir Steuerschaltung 62 anliegt, wird ein Abtrennphasensuch- und Einstellprogramm aus dem ROM-Speicher 626 ausgelesen. Aufgrund dieses Programms beginnt dann die Schaltung die Abtrennphase zu suchen und einzustellen, bei welcher die von den entsprechenden Farbstrahlköpfen 11 bis 2O₃ ausgestoßene Farbe in Farbtröpfchen aufgeteilt wird. Zuerst werden die Zähler 64 bis 66, 77 und 80 durch einen Ausgang der Steuerschaltung 62 gelöscht, und an alle Schaltungseinheiten (1 bis 20) der Auswählschaltung 71 wird ein Suchbefehlsignal von der Steuerschaltung 62 aus abgegeben. Entsprechend den hierauf anliegenden Taktimpulsen Au A₂, A₃, ... werden verschiedene Signale A, C₀ bis Cs, D₀ bis D₂, Eo bis E₂ und Fo bis Fg bei den in Fig.3c dargestellten Steuerzeitpunkten erzeugt.

Zählkodes von den auf diese Weise gelöschten Zählern 77 und 80 sind »0« und dementsprechend erzeugen die Dekodierer 76 und 81 an ihren Ausgangsanschlüssen 0 eine »1«. Folglich stellen die Datenselektoren 74 und 75 eine Verbindung zwischen der Ausgangsleitung der Steuerschaltung 62 und der ersten Schaltungseinheit der Schwingphasen-Auswählschaltung OPS her, während die analoge Schaltanordnung 78 die Ladungsfühlelektrode 21 mit dem Verstärker 79 verbindet Unter dieser Bedingung schaltet dann die Steuerschaltung 62 das UND-Glied A_i0 an, um einen Ladungssuchimpuls Db an

es die Ladeelektrode 41 anzulegen und um dadurch ein Äusgangssigna! der Ladungsfühischaltung 21 zu überwachen,
(a) Wenn das Ausgangssigna! der Elektrode 21 einen

nichtgeladenen Zustand der Farbtröpfchen anzeigt, wird ein Rücksetzimpuls an die mit dem Datenselektor 75 verbundene Leitung abgegeben, um alle Flip-Flops FFi bis FF₉ der ersten Schaltungseinheit der Auswählschaltung OPS rückzusetzen. Von den neun mit dem Datenselektor 74 verbundenen Signalleitungen wird die erste in ihrem Pigel hoch oder »1« gemacht, wodurch das Flip-Flop FFi gesetzt ist Dies versorgt dann die erste Schaltun^seinheit des Sinuswellen-Umsetzers SiN über das UND-Glied A\ mit einem Ansteuerimpuls F₀ der ersten Phase (F i g. 3b). Wenn das Ausgangssignal der Ladungsfühlelektrode 21 noch den nichtgeladenen Zustand anzeigt, wird von der Steuerschaltung 62 ein Rücksetzimpuls an den Datenselektor 75 angelegt, um die Flip-Flops FFi bis FF> der Phasenwählschaltung OPS rückzusetzen. Hieraufhin wird von den neun mit dem Datenselektor 74 verbundenen Signalleitungen die zweite Signalleitung »1« gemacht, um dadurch das Flip-Flop FF2 zu setzen. Dann wird ein Ansteuerimpuls Fi Αογ zv.'S'.'.sr. Phase über das UND-Glied A· sn die erste Schaltungseinheit des Umsetzers SlN abgegeben. Die Steuerschaltung 62 überwacht wieder den Ausgang der Ladungsfühlelektrode 21. Bis das Ausgangssignal der Elektrode 21 einen geänderten Zustand anzeigt, werden auf diese Weise die Flip-Flops FFi bis FF<, der Phasenauswählschaltung OPS (F i g. 3b) nacheinander gesetzt, so daß an die erste Schaltungseinheit des Umsetzers SIN die Ansteuerimpulse F₀ bis F₈ aufeinanderfolgend angelegt werden. Der Farbstrahlkopf Ii in der ersten Gruppe des ersten Abschnittes hat dann seine fortlaufend verschobene Schwingungsspannungsphase. Während der Farbstrahlkopf Ii mit einer Schwingungsspannung einer bestimmten Phase entsprechend dem einen der Ansteuerimpulse F₀ bis F₈ versorgt wird, stimmt die Farbabtrennphase an dem Kopf!, mit dem Ladungsimpuls A) überein, so daß Farbtröpfchen geladen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird dann der geladene Zustand gefühlt und die Phasenverschiebung wird unterbrochen, um das Einstellen der Abtrennphase am Kopf 11 zu beenden.

(b) Wenn der Ausgang der Ladungsfühlelcktrode 21 den geladenen Zustand von Anfang an angezeigt hat, sind von dem Kopf I₁,1.. oder i_} des ersten Abschnitts ausgestoßene Farbtröpfchen durch den Ladeimpuls D₀ geladen worden. Manchmal ist es daher unmöglich, unmittelbar zu entscheiden, ob die Tröpfchen von dem Kopf Ii geladen sind. In einem solchen Fall gibt die Steuerschaltung 62 zuerst einen Impuls an den Zähler 77 ab, um ihn mit der zweiten Schaltungseinheit der Phasenwählschaltung OPS zu verbinden, wodurch die Phase der an den Kopf I₂ angelegten Schwingungsspannung wie bei der Phasenverschiebung des Falls (a) sequentiell geschoben wird. Wenn sich der Zustand von einem geladenen in einen nichtgeladenen geändert hat, läßt die Steuerschaltung 62 zu, daß der Zähler 77 aufwärts zählt, um die erste Schaltungseinheit der Phasenwählschaltung OPS zu kennzeichnen, und verbindet sie mit der ersten Schahungseinheit der Phasenwählschaltung OPS, um dadurch die Phase wie in dem Fall (a) zu verschieben und einzustellen. Wenn der Zustand geladen bleibt, ohne entladen zu werden, gibt die Steuerschaltung 62 einen weiteren Impuls an den Zähler 77 ab wobei der Zählerstand in diesem Fall »2« ist) und verbindet sich mit der dritten Schaltungseinheit der Phasenwählschaltung OPS. Dann wird die an den Farbstrahlkopf 1 j angelegte Spannung in der Phase fortlaufend verschoben. Wenn hierdurch der Zustand von einem ge-'adenen in einen nichtgeladenen geändert wird, zählt der Zähler 77 aufwärts, um die erste Schaltungseinheit der Phasenwählschaltung OPS zu kennzeichnen, und die Steuerschaltung 62 wiro wieder mit der ersten Schaltungseinheit der Phasenwählschaltung OPS verbunden, um die Phase wie in dcsYi Fall (a) zu schieben und einzustellen. Wenn der Zustand geladen bleibt, wird das Suchen und Einstellen einer Abtrennphase an dem Kopf 11 als beendet betrachtet, da ein derartiger Zustand auf eine Übereinstimmung der Stromphase der Schwingungsspannung mit dem Ladeimpuls D_n hindeutet.

Bei dem im Fall (a) oder (b) erörterten Verfahren ist ein Einstellen der zeitlich gesteuerten Abtrennung von Farbe, die von dem Farbstrahlkopf Ii in der ersten Gruppe des ersten Abschnittes ausgestoßen worden ist, in Farbtröpfchen abgeschlossen.

Danach schaltet die Steuerschaltung 62 das UND-Glied Aw ab und schaltet das UND-Glied Aw an, um dadurch die Ladeelektrode 41 mit einem Ladungsimpuls D\ zu versorgen, während in dem Zähler 77 eine »1« eingestellt ^wird_; »m dadurch den Ausgang der Ladungsfühlclektrodc 21 zu überwachen. Der Zählerstand »I« kennzeichnet die zweite Schaltungseinheit der Phasenwählschaltung OPS. Wenn der Ausgang der Elektrode 21 den nichtgeladenen Zustand anzeigt, wird die an den Kopf I2 angelegte Spannung in der Phase sequentiell wie im Fall (a) verschoben. Wenn der Ausgang der Elektrode 21 den geladenen Zustand anzeigt, werden von dem Kopf I2 oder Ij ausgestoßene Farbtröpfchen als geladen betrachtet, da in diesem Fall die Phaseneinstel-

lung des Kopfes Ii durchgeführt worden ist, und der Ladungsimpuls D\ die Farbtröpfchen von dem Kopf Ii nicht laden kann. Folglich gibt die Steuerschaltung 62 zuerst einen Impuls an den Zähler 77 ab, um dessen Zählerstand auf »2« zu erhöhen, und verbindet sich selbst mit der dritten Schaltungseinheit der Phasenwählschaltung OPS. Die Phase der an den Kopf I₃ angelegten Schwingungsspannung wird sequentiell verschoben, um den Zustand zu überwachen. Wenn sich der Zustand von geladen in nichtgeladen geändert hat, kehrt

der Zählerstand des Zählers 77 auf »1« zurück, und die Spannung am Kopf I₂ hat ihre wie im Fall (a) sequentiell verschobene Phase. Wenn der Zustand gehden bleibt, ohne ungeladen zu werden, ist eine Phasenverschiebung unnötig, da sie eine Übereinstimmung der Farbstrom-

Abtrennphasc von dem Kopf I₂ bei dem Ladungsimpuls D₁ anzeigt.

Hierdurch ist dann die zeitliche Steuerung ganz eingestellt, bei welcher die von dem Farbstrahlkopf I₂ der zweiten Gruppe des ersten Abschnitts ausgestoßene Phase in Tröpfchen aufgeteilt ist.

Als nächstes schaltet die Steuerschaltung 62 das UND-Glied Aw ab und schaltet das UND-Glied An an, um einen Ladungsimpuls D₂ an die Ladeelektrode 41 abzugeben. Der Zählerstand des Zählers 77 wird »2«,

wodurch die dritte Schaltungseinheit der Phasenwählschaltung OPS angezeigt ist, und die Steuerschaltung 62 überwacht den Ausgang der Ladungsfühlelektrode 21. Wenn der geladene Zustand angezeigt ist, verschiebt die Steuerschaltung 62 die Farbabtrennphase von dem Kopf \i nicht, da dies bedeutet, daß ein Einstellen der Schwingungsphasen der Köpfe Ii und I₂ durchgeführt worden ist (Db, Di), und in diesen Phasen kann der Ladungsimpuls Di von den Köpfen Ii und I₂ ausgestoßene Farbtröpfchen nicht laden, und zwar deswegen, da Farbtröpfchen von dem Kopf 1 j durch den Ansteuerimpuls Di geladen worden sind. Dies ist das Ende der Operation zum Einstellen der zeitlich gesteuerten Abtrennung von Farbe, die von dem Kopf I3 in der dritten

O\J Δ.Ο

Gruppe des ersten Abschnitts ausgestoßen worden ist. Folglich sind an allen Köpfen I₁ bis I₁ des ersten Abschnitts die angelegten Spannungsphasen nunmehr vollvtändig eingestellt.

Die Steuerschaltung 62 gibi dann einen Impuls an den Zähler 80 ab, wodurch dieser auf »1« eingestellt wird, und ändert den Betrieb des analogen Schalters 78 auf eine Betriebsart, bei welcher der Ausgangsanschluß der Ladungsfühlelektrode 33 mit dem Eingangsanschluß des Verstärkers 79 verbunden wird. Hierauf folgt dann ein Ablauf, der dem in Verbindung mit dem ersten Abschnitt der Köpfe 1 ■ bis Ij beschriebenen ähnlich ist. Ein Suchen und Einstellen der Schwingungsspannungsphasen wird an den Köpfen 2, bis 2j der ersten bis dritten Gruppe des zweiten Abschnitts durchgeführt. Auf dieselbe Weise werden dann Spannungsphasen für die Köpfe 3| bis 2O₃ des dritten bis zwanzigsten Abschnittes gesucht und nacheinander eingestellt. Danach wird ein Aufzeichnungssteuerprogramm aus dem ROM-Speicher 620 entnommen, und anhand dieses Programms wird dann ein Zeitsteuer-Anzeigesignal hoch oder »1« gemacht, wodurch »Aufzeichnung (Druckdateneingabe) freigegeben« angezeigt wird. Zeitsteuerimpulse zum Aufnehmen von Druckdaten werden dann an eine nicht dargestellte Datenübertragungseinheit angelegt. Auch alle Schaltungseinheiten 1 bis 20 der Wählschaltung 71 werden auf die Verstärker 72| bis 72m umgeschaltet.

Wenn Druckdaten an das System abgegeben werden, speichert die Steuerschaltung eine Druckdatenzeile in dem Schieberegister 73, indem 7,eitsteuerimpulse gezühlt oder Zeilensynchronisierimpulie von dem Sender empfangen werden. Die Steuerschaltung 62 konditioniert bzw. stellt das Schieberegister 73 auf Datenauslesen ein, worauf sie dann das Schieberegister 73 mit kurzen Schiebetaktimpulsen versorgt, die mit einem Ausgangsimpuls (Fo) des Binärzählers 68 synchronisiert sind, wobei ein Ausgangsimpuls des NAND-Glieds 84 als Startpunkt dient. Gleichzeitig hält die Steuerschaltung 62 die UND-Glieder A 33i bis A 332o angeschaltet, bis der nächste Ausgangsimpuls des NAND-Glieds 84 an der Steuerschaltung 62 eintrifft. Hierdurch werden dann 40-Bit-Druckdaten seriell an jeder der UND-Glieder A 13, bis A 13₃ abgegeben. Die UND-Glieder A 13,. A 14i, ... A32\ der ersten Gruppe werden mit einem Aufzeichnungsladeimpuls £ö synchron mit dem Ladeimpuls D₀ von dem ODER-Glied R₃ versorgt. Die UND-Glieder A 132, A 142,... A 32₂ der zweiten Gruppe werden mit einem Aufzeichnungsladeimpuls E\ synchron mit dem Ladeimpuls D\ von dem ODER-Glied R» versorgt, und die UND-Glieder AM₃, AH₃,... A 32₃ der dritten Gruppe werden mit einem Aufzeichnungsladeimpuls £i synchron mit dem Ladeimpuls D₂ von dem ODER-Glied A4 versorgt. Wenn folglich die Druckdaten, die den UND-Gl^:edern A 13i bis A 13₃ zugeführt worden sind, hoch oder »1« sind, was ein »Aufzeichnen« anzeigt, nimmt der Ausgang des UND-Glieds Λ 331 die Form eines Impulses an, dessen Dauer lang genug ist, um von allen Köpfen Ii bis I₃ ausgestoßene Farbtröpfchen zu laden, wie durch eine Wellenform G\ in F i g. dargestellt ist Wenn Druckdaten des niedrigen oder »O«-Pegels nur an die UND-Glieder A 13 der ersten Gruppe angekoppelt sind, nimmt der Ausgang des UND-Glieds A 33| die Form eines kurzen Impulses an, dessen Dauer so wie bei G₂ in F i g. 4 dargestellt ist, so daß keines der Tröpfchen von dem Kopf Ii geladen wird. Da nunmehr die zeitliche Steuerung zum Laden von Farbtröpfchen von den drei Köpfen Ii bis I3 durch die Aufzeichnungsladeimpulse E₀ bis E₂ festgelegt ist, können Farbtröpfchen von einzelnen Köpfen trotz der gemeinsamen Verwendung der Ladeelektrode 21 für die drei verschiedenen Köpfe Ii bis Ij selektiv entsprechend den Druckdaten geladen werden.

Die vorstehend beschriebenen Abläufe zum Suchen und Einstellen von Farbabtrennphasen in Tröpfchen und zum Aufzeichnen sowie die Betriebsfolge werden auf der Basis eines in dem ROM-Speicher 62b der Steuerschaltung 62 gespeicherten Programms durchgeführt.

Die Erfindung kann somit mit der vorstehend beschriebenen Anordnung und dem beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. Obwohl die Erfindung anhand einer ganz bestimmten Ausführung und anhand einer bestimmten Ausführungsform beschrieben wordm ist, ist sie hierauf nicht beschränkt, sondern dies dient nur der Erläuterung. Beispielsweise ist die Anzahl m und η der Köpfe und Gruppen nicht auf 60 und L. beschränkt, wie dargestellt und beschrieben ist. Umfassende Untersuchungen haben gezeigt, daß 2 £ π £ 4

2u bei der gegenwärtigen Entwicklungsstufe am praktischsten ist.

Bei der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform werden Abtrennphasen, bei welchen Farbe in Tröpfchen aufgeteilt wird, durch Verschieben der beispielsweise an elektrostriktive Vibratoren angelegten Spannungsphasen gesteuert. Die Abtrennphasen können auch entsprechend den Amplituden der an die elektrostriktiven Vibratoren angelegten Spannungen geändert werden. Folglich kann die Phasensteuerung durch eine Pegelsteuerung zum Suchen und Einstellen von Abtrennphasen ersetzt werden. Ferner kann eine Ladeelektrode und eine Ladungsfeststellelektrode auf jede Farbausstoßdüse verteilt werden, und »n« von ihnen können gemeinsam miteinander verbunden werden.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:
   1. Farbstrahldrucker

   a) mit mehreren, in einer Zeile angeordneten Ausstoßköpfen für die Tinte,

   b) mit Wandlern zur Erzeugung von Druckschwingungen der Tinte in den Ausstoßköpfen,

   c) mit Ladungselektroden für die einzelnen, von jedem Ausstoßkopf abgegebenen Tintenstrahlen.

   d) mit Detektoren für die Ladungen der Tröpfchen, und

   e) mit einer von den Ausgangssignalen der Detektoren gesteuerten Einrichtung zur Synchronisierung des Ausstoßens der Tintentröpfchen und ihrer Aufladung,