DE3304281A1

DE3304281A1 - Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE3304281A1
Application number: DE19833304281
Authority: DE
Inventors: Yuichirou Yamatokoriyama Nara Mori
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1982-02-10
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1983-08-18
Also published as: JPS6338310B2; JPS58138658A; US4525726A; DE3304281C2

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Tintenstrahldrucker und bezieht sich insbesondere auf mit' amplitudengesteuerter Tintentröpfchen-Aufladung arbeitende Tintenstrahldrucker mit den im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Mit amplitudengesteuerter Aufladung arbeitende Tintenstrahldrucker haben gewöhnlich einen mittels Antrieb in Querrichtung vor einem zu bedruckenden Papier bewegbaren Schlitten als Träger für ihren eine Düse und einen Aufladetunnel aufweisenden Druckerkopf. Die Abgabe von Tintentröpfchen mit vorgegebener Frequenz veranlaßt ein an der Düse angebrachter elektromechanischer Wandler, und die abgehenden Tintentröpfchen werden in dem Aufladetunnel gemäß einer Druckinformation auf einen gewünschten Pegel aufgeladen und von einem an dem Schlitten angebrachten Ablenkelektrodenpaar in der Vertikalrichtung so abgelenkt, daß auf dem Papier die gewünschten Zeichen bzw. Symbole in Form einer Punktmatrix gedruckt erscheinen. Nichtaufgeladene Tintentröpfchen werden nicht abgelenkt und nehmen nicht am Druckvorgang teil; sie werden durch einen zwischen den Ablenkelektroden und dem zu bedruckenden Papier befindlichen Strahlabfluß aufgefangen und gesammelt.

Weil bei derartigen Tintenstrahldruckern die Lage der Matrix-· punkte im Druckerzeugnis von der jeweiligen Position des Schlittens abhängt und die Einhaltung einer vollkommen gleichförmigen Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens über eine Druckzeile hinweg sehr schwierig ist, hat der Geschwindigkeitsverlauf der Schlittenbewegung starken Einfluß auf die Druckqualität. Da in der Praxis die Geschwindigkeit der Schlittenbewegung sich jedoch üblicherweise zum Beispiel unter dem Einfluß des sog.

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Drift-Phänomens ändert, werden alle Änderungen der Schlittenbzw. Druckerkopfgeschwindigkeit in Gestalt von in ihrer Breite unterschiedlichen Buchstaben, Symbolen u. dgl. auf dem fertigen Druckerzeugnis sichtbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Tintenstrahldrucker der eingangs angegebenen Art zu verbessern und insbesondere so auszubilden, daß trotz unterschiedlicher Schlittengeschwindigkeiten Zeile für Zeile ein gleichmäßig gutes Druckergebnis erzielt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz gefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, die jeweilige Position, beispielsweise Zeichendruckposition des den Druckerkopf tragenden Schlittens durch eine ein entsprechendes Positionsbezugssignal abgebende Abtasteinrichtung zu bestimmen, die zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Positionsbezugssignalen abgegebenen Tintentröpfchen zu zählen, das Zählergebnis mittels einer Rechenschaltung mit einer Bezugszahl zu vergleichen und die Transportgeschwindigkeit des Druckerkopfs bzw. Schlittens durch Einfügen von Leer- oder Zwischenpunkten in einem vom Vergleichsergebnis abhängigen Verhältnis zwischen die am Druck beteiligten Tintentröpfchen entsprechenden Druckpunkte zu regulieren.

Wenn z.B. die Anzahl der gezählten Tintentröpfchen größer als die Bezugszahl ist, bedeutet dies daß die Schlittengeschwindig-

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keit unter einem Sollwert liegt. In diesem Fall veranlaßt die Steuerschaltung eine Erhöhung des Zwischenpunkt-Einfügungsverhältnisses und verhindert so, daß die Zeichen zu schmal . gedruckt werden. Das Positionsbezugssignal entspricht jeweils der ersten Punktposition jedes Zeichens.

Die erfindungsgemäße Druckersteuerschaltung ist somit in der Lage, jede Abweichung der Druckerkopfgeschwindigkeit vom Sollwert automatisch zu kompensieren.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachstehend ο unter Bezug auf eine Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers ,
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer in einem

Tintenstrahldrucker gemäß Fig. 1 enthaltenen Steuerschaltung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer in der Steuerschaltung von Fig. 2 enthaltenen Druck-Korrelatorschaltung, und 0 Fig. 4 und 5 grafische Darstellungen zur Arbeitsweise der

Schaltung von Fig. 3.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten mit amplitudengesteuerter Aufladung arbeitenden Tintenstrahldrucker sind eine Düse 12, ein Aufladetunnel 14, ein Ablenkelektrodenpaar 16 und ein Strahlabfluß 18 auf einem Schlitten 10 angeordnet, welcher parallel zu und vor einer ein zu bedruckendes Papier 32 tragenden Walze 34 auf zwei Führungsstäben 20 verschiebbar geführt ist und bei Bedarf durch ein über zwei Seilrollen 24, 26 geführtes und mit der Seilscheibe 28 eines Motors 30 verbundenes Seil im Verlauf dieser Führungsstäbe 20 bewegt wird. Eine mit einer

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Anzahl von Druckpositionen repräsentierenden Schlitzen versehene und parallel zu den Führungsstäben 2 0 verlegte Schlitzleiste 36 wird durch eine dem Schlitten 10 zugeordnete optische Abtasteinrichtung 38 abgetastet, welche den Schlitzen entsprechende Positionsbezugssignale erzeugt.

Von einer Tintenzufuhreinrichtung 40 (Fig. 2) kommende Tintenflüssigkeit erreicht mit bestimmtem Druck die angeschlossene Düse 12, welche durch einen mit ihr verbundenen und von einem Pulsgenerator 42 mit einer gegebenen Frequenz angeregten elektromechanischen Wandler (nicht dargestellt) so in Vibration versetzt wird, daß die Düse 12 Tintentröpfchen mit dieser gegebenen Frequenz abgibt. Eine Druck-Korrelatorschaltung 44 erhält das Pulssignal des Generators 42, das Positionsbezugssignal von der optischen Abtasteinrichtung 38 sowie ein Druck-Informationssignal (z.B. codierte Zeichendaten) und gibt an den Aufladetunnel 14 ein von diesen drei Signalen abhängiges Aufladesignal, um die aus der Düse 12 kommenden Tintentröpfchen der Druck-Information entsprechend aufzuladen, und ferner an eine Motortreiberschaltung 46 ein die Drehzahl 0 des Motors 30 regulierendes Motorsteuersignal ab.

Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß gesteuerten Tintenstrahldruckers wird jedes Zeichen in Form eines 40 mal 2 4 Punktpositionen umfassenden Punktmatrixmusters ausgedruckt. Die z.B. in Form codierter Zeichendaten von einem Tastenfeld und einem Datenverarbeitungssystem kommende Druck-Information wird innerhalb der in Fig. 3 separat dargestellten Druck-Korrelatorschaltung 44 in einen Datenspeicher 5 0 eingeführt, darin zeitweilig gespeichert und in Abhängigkeit von Steuersignalen eines die Datenausgabe aus einem Zeichenmustergenerator 52 pro Zeichen und somit die Anzahl der vom Tintenstrahldrucker ausgedruckten Schriftzeichen jeweils durch

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eine Zählwerterhöhung um eins registrierenden Zeichen-Zählers 54 an den Zeichenmustergenerator 52 abgegeben.

In Abhängigkeit von einem Signal aus einem die Pulssignale aus dem Pulsgenerator 42 zählenden Pulszähler 58 und einem der Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens 10 entsprechenden Datensignal aus einer bezüglich ihrer Arbeitsweise weiter unten erläuterten Rechenschaltung 6 0 erzeugt ein in der Schaltung 44 enthaltener und durch einen ROM gebildeter Punktabtastmusterspeicher 56 ein Punktpegelsignal, welches dem Zeichenrastergenerator 52 und einem Digital/Analogwandler 62 zugeführt wird. Ferner gibt der Musterspeicher 56 an einen Druckpunktzähler 64 ein die Anzahl der an der Bildung des 40 mal Matrixmusters beteiligten Tintentröpfchen repräsentierendes Pulssignal ab. Dieser Zähler 64 zählt also die den einzelnen Punktpositionen der 40 mal 24-Matrix zugeordneten Tintentröpfchen. Nach Abtastschluß für je ein Zeichen gibt der Musterspeicher 5 6 jeweils ein Rücksetzsignal an den Pulszähler 58 ab, durch das ein die Vertikalposition jedes Punktes, die innerhalb der 40 mal 24-Matrix zwischen "1" (ganz unten) und "40" (ganz oben) liegen kann, definierender Aufladepegel bestimmt wird. Außerdem gibt es noch den Sonderpegel "0" für nicht verwertete Tröpfchen, die in den Abfluß 18 gerichtet sind.

Mittels einer an den Druckpunktezähler 6 4 angeschlossenen Halteschaltung 66 werden in Abhängigkeit von dem Positionsbezugssignal der optischen Abtasteinrichtung 38 die entsprechenden Zählinhalte des Zählers 54 festgehalten und an die Rechenschaltung 60 abgegeben. Ein Bezugs-Punktezahlgenerator 68 koppelt die von der optischen Abtasteinrichtung 38 kommenden Positionsbezugssignale laufend mit und gibt ein entsprechendes Gesamtbezugswertsignal ab, welches am Anfang des zweiten

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Zeichens den Zahlenwert "960" (=40x24), am Anfang des dritten Zeichens den Zahlenwert "1920" (=960+960), am Anfang des vierten Zeichens den Zahlenwert "2880" (=1920+960), und allgemein am durch die Abtasteinrichtung 38 bestimmten Anfang der Position des η-ten Zeichens den Zahlenwert "960(n-1)" hat. Das jeweils ermittelte Gesamtbezugswertsignal wird auch an die Rechenschaltung 60 abgegeben, damit diese vom Gesamtbezugswertsignal den der Halteschaltung 66 entnommenen Druckpunkte-Zählwert subtrahiert. Das ermittelte Subtraktionsergebnis entspricht der Bewegungsgeschwindigkeitssituatxon des Schlittens 10 und wird dem Punktabtastmusterspeicher 56 zu Korrekturzwecken zugeleitet, damit dieser danach gegebenenfalls zwischen die aus der Düse 12 abzugebenden Tintentröpfchen Leer- oder Zwischenpunkte mit dem Sonder-Aufladepegel "0" setzen kann.

Wenn der Schlitten 10 des erfindungsgemäßen Tintenstrahldrukkers normal mit der Bezugsgeschwindigkeit bewegt wird, werden Zwischenpunkte mit einem in Fig. 4 grafisch dargestellten Verhältnis von 1 zu 20 eingefügt. Der Pulsgenerator 42 erzeugt unter diesen Bedingungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Positionsbezugssignalen der Äbtasteinrichtung 38 die Anzahl von 1008 Pulsen, und das ergibt bei einer auf "960" festgelegten Anzahl von Druckpunkten zum Drucken eines Zeichens "48" Zwischenpunkte pro Zeichen. Der Wert des Einfügungsverhältnisses von Zwischenpunkten hängt jeweils von dem Subtraktionsergebnis der Rechenschaltung ab. Der Punktabtastmusterspeicher 56 veranlaßt eine Erhöhung des Zwischenpunkte-Einfügungsverhältnisses auf z.B. 1 zu 10 (siehe Fig. 5), wenn die Schlittengeschwindigkeit kleiner als die Bezugsgeschwindigkeit ist, oder kompensiert eine über der Bezugsgeschwindigkeit liegende Schlittengeschwindigkeit ggf. durch Weglassen von Zwischenpunkten.

Abhängig von einem Zeichencode aus dem Datenspeicher 50 wählt

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der Zeichenmustergenerator 52 ein gewünschtes Druckrauster und gibt, indem er das Punktpegelsignal aus dem Musterspeicher 56 mit der gewünschten Punkteanzahl pro Spalte (Vertikale) in der durch Auszählen von Pulsen des Pulsgenerators definierten Spalte bzw. Vertikalen kombiniert, durch Abgabe entsprechender Steuersignale vor, an welchen Stellen echte Punkte gedruckt werden sollen und wo nicht. Für jeden realen Druck-Punkt gibt der Digital/Analogwandler 62 ein Aufladesignal mit passendem Spannungspegel an den Aufladetunnel 12 ab.

Wenn der Schlitten 10 des erfindungsgemäßen Tintenstrahldruk- . kers sich bei Betrieb in seiner Ausgangsstellung befindet, sind der Druckpunktezähler 64 und der Pulszähler 58 durch das Rücksetzsignal in ihren Ausgangszustand versetzt. Sobald der den Druckerkopf tragende Schlitten 10 nach Transportbeginn die erste Zeichenposition erreicht hat, gibt der Punktabtastmusterspeicher 56 das Punktpegelsignal mit gemäß Fig. 4 im Verhältnis 1 zu 20 eingefügten Zwischenpunkten ab, es erfolgt der Ausdruck des gewünschten ersten Zeichens auf dem Papier 32 nach den Zeichendaten aus dem Datenspeicher 50, und während dieses Vorgangs zählt der Zähler 6 4 die dem Matrixmuster entsprechende Zahl von Druckpunkten. Sobald ein Zeichen fertig gedruckt ist und der Zeichenmustergenerator 52 an den Zeichen-Zähler 5 4 ein Zeichenschlußsignal abgegeben hat, wird der zweite Zeichendruckvorgang eingeleitet.

Wenn der Schlitten 10 die zweite Zeichenposition erreicht hat, geht nach Ausgabe des Positionsbezugssignals durch die optische Abtasteinrichtung 38 der von dem Zähler 6 4 ermittelte Zählwert zur zeitweiligen Speicherung in die Halteschaltung 66, von wo dieser Zählwert und außerdem die in Verbindung mit dem Positionsbezugssignal durch den Bezugspunktezahlgenerator

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68 ermittelte Bezugs-Punkteanzahl in die Rechenschaltung 6 0 gelangen.

Beträgt die in der Halteschaltung 66 gespeicherte Punkteanzahl "960", dann gibt die Rechenschaltung 60 das Subtraktionsergebnis "Null" aus. Das bedeutet, daß die Schlittengeschwindigkeit genau mit der Bezugsgeschwindigkeit übereinstimmt und folglich das Zwischenpunkt-Einfügungsverhältnis von 1 zu 2 0 (Fig. 4) bestehen bleibt.

Wenn die Rechenschaltung 60 aber ein negatives Subtraktionsergebnis ausweist, weil die vom Zähler 64 gezählte und in der Halteschaltung 66 gespeicherte Punkteanzahl größer als "960" ist, dann veranlaßt der Musterspeicher 56 eine Anhebung des Einfügungsverhältnisses gemäß Fig. 5.

Wenn die Rechenschaltung 60 dagegen ein positives Subtraktionsergebnis ausweist, weil der in der Schaltung 66 gespeicherte Druckpunkte-Zählwert kleiner als der Bezugswert "960" ist, dann wird der so erkannten überhöhten Schlittengeschwindigkeit durch eine Verminderung der Zwischenpunkte durch den Musterspeicher 56 entgegengewirkt.

0 Auf diese Weise wird das Zwischenpunkt-Einfügungsverhältnis am Schluß jedes einzelnen Zeichendruckvorgangs neu festgelegt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind in dem Punktabtastmusterspeicher mehrere, beispielsweise fünf Punktpegelmuster für entsprechend viele unterschiedliche Zwischenpunkt-Einfügungsverhältnisse wie z.B. 1 zu 40, 1 zu 30, 1 zu 20, 1 zu 10 und 1 zu 5 gespeichert, von denen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Rechenergebnis der Rechenschaltung 60 das passende Muster ausgewählt wird.

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Im Gegensatz zu dem oben erläuterten Beispiel, wo das erste Zeichen bezugsabhängig mit dem Zwischenpunktverhältnis 1 zu 2 gedruckt wird, kann bei einem anderen Ausführungsbeispiel vor dem Drucken des ersten Zeichens eine Übungs- oder Einlaufperiode eingeschoben werden. Ferner ist es möglich, das Positionsbezugssignal statt für jedes Zeichen jeweils erst nach erfolgtem Ausdrucken einer gegebenen Anzahl von Zeichen abzugeben.

Claims

TER MEER-MULL'ER-STE'iN'MEISTER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister

SSa⁹SSe" 4^Ε· ^Μϋ11θΓ Artur-Ladebeck-Strasse ₅₁

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

Case: 2011-GER-T

Mü/Gdt/b 8. Februar 1983

SHARP KABUSHIKI KAISHA

22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku,

Osaka 545, Japan

Tintenstrahldrucker

Priorität: 10. Februar 1982, Japan, Ser.No. 57-20322

PATENTANSPRÜCHE

/iJ Tintenstrahldrucker mit amplitudengesteuerter Aufladung von Tintentröpfchen, die durch einen mittels einer Transporteinrichtung vor und quer zu einem von einem Träger unterstützten,über eine Steuerschaltung bewegbaren Druckerkopf auf ein mit Zeichen zu bedruckendes Medium gelangen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung folgende Baugruppen aufweist:

- eine Abtasteinrichtung (38) zur Erzeugung eines auf einen gegebenen Längenabschnitt der Bewegung des Druckerkopfs (10) bezogenen Positionsbezugssignals,

- einen die zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Positionsbezugssignalen aus dem Druckerkopf abgegebenen Tintentröpfchen zählenden Zähler (64),

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- einen Bezugs-Punktezahlgenerator (68) zur Abgabe einer von dem Positionsbezugssignal abhängigen Bezugspunktzahl,

- eine Vergleichsschaltung (60) zum Vergleichen des Zählwertes aus dem Zähler (64) mit der von dem Generator

(68) abgegebenen Bezugspunktzahl und

- eine Schaltung (56, ...) zum Kompensieren der Bewegungsgeschwindigkeit des Druckerkopfs (10) unter Einfügung von Leer- oder Zwischenpunkten zwischen Druckpunkten, welche am Druck von Zeichen beteiligten Tintentröpfchen entsprechen, in einem vom Ergebnis der Vergleichsschaltung (60) abhängigen Verhältnis.
2. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (Fig. 2) so ausgebildet ist, daß jedes Zeichen in Form einer Punktmatrix mit η mal m Punktpos.itionen gedruckt wird.
3. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckerkopf (10) und dem zu bedruckenden Medium (32) ein Tintenstrahl-Abfluß (18) angeordnet ist.
4. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß

- die Tintentröpfchen je einer Punktposition der Punktmatrix zugeordnet sind,

- die Zwischenpunkte in dem gewählten Verhältnis (Fig.

oder Fig. 5) zwischen den Punktpositionen eingefügt und

- den Zwischenpunkten zugeordnete Tintentröpfchen in den Abfluß (18) abgeleitet werden.

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5. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 2 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (38) das Positionsbezugssignal jeweils dann abgibt, wenn der Druckerkopf (10) eine Zeichen-Druckposition erreicht.
6. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung eine an .dem Druckerkopf (10) befestigte optische Abtasteinrichtung (38) zum Abtasten einer sich parallel zu der Bewegungsbahn (20) des Druckerkopfs erstreckenden sowie je einen Schlitz pro Zeichen-Druckposition aufweisenden Schlitzleiste (36) ist.