DE3426164A1

DE3426164A1 - Tintenstrahldruckverfahren und vorrichtung hierzu

Info

Publication number: DE3426164A1
Application number: DE19843426164
Authority: DE
Inventors: Dale Raymond Webster N.Y. Ims
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1983-08-10
Filing date: 1984-07-16
Publication date: 1985-02-28
Also published as: US4520368A; JPS6054860A; GB8420065D0; GB2144678B; GB2144678A

Description

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Tintenstrahldruckverfahren und Vorrichtung hierzu

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Drucken mit einer Färb- oder Tinten— strahlvorrichtung und insbesondere solch ein Verfahren und solch eine Vorrichtung, bei der ein oszillierender Tintenstrahl-Druckstab verwendet wird, der eine Mehrzahl von Düsen zum Sprühen von Tintentropfen in Richtung auf ein sich bewegendes, Tinte aufnehmendes Substrat, das sich, während es bedruckt wird, mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, aufweist.

Die US-Patentschriften 3 465 35o und 3 465 351 von R. I. Keur et al. und die US-PS 3 555 558 von Sherman offenbaren Tintentröpfchen-Druckvorrichtungen, bei denen eine Tintendüse senkrecht zu der Bewegung einer Papier- oder Gewebebahn bewegt wird. Das Anbringen des Tintentröpfchens wird mittels eines elektrischen Feldes gesteuert, und unbenötigte Tropfen werden zu einem Ablaufbehälter abgelenkt. Es ist eine Schaltung vorgesehen, die sicherstellt, daß die Tröpfchen in Phase mit Daten- oder Videosignalen geladen werden, und daß Variable der Vorschubbewegung so berichtigt werden, daß ein einheitlicher Rand gewährleistet ist.

.Die US-PS 3 737 914 von Hertz offenbart einen Mehrfach-

- 2 -a.

strahldrucker, dessen Druckkopf von einer Seite zur anderen bewegt wird, während das Schreibwerk in einer Richtung senkrecht zu der Bewegung des Kopfes bewegt wird. Die US-PS 4 o5o o75 von Hertz et al. offenbart ein Tintenstrahlschreibsystem, das an einem sich bewegenden Wagen befestigt ist, wobei der Wagen und das Schreibwerk selektiv bewegt werden, um eine Relativbewegung hierzwischen zu bewirken.

Die US-PS 4 178 595 von Jinnai et al. und die US-PS 4 313 684 von Tazaki et al. offenbaren Tintenstrahldrukker mit oszillierenden Druckköpfen, die jedoch zu der Sorte gehören, bei der Druckköpfe verwendet werden, bei denen die Tropfen auf Anforderung hin ausgesprüht werden, statt kontinuierliche Strahlen von Tinte abzugeben, die gleichzeitig zu Tröpfchen unterbrochen und aufgeladen werden, um mittels eines elektrostatischen Feldes zu der ordnungsgemäßen Stelle auf einer aufnehmenden Fläche oder zu einer Abflußvorrichtung zur Rückführung in den Kreislauf abgelenkt zu werden.

Die US-PS 4 293 363 von Davis et al. offenbart eine Druckvorrichtung, die einen oszillierenden Druckkopf mit einer Mehrzahl von Tinte abgebenden Düsen und einen an einer drehbaren Trommel befestigten Datenträger aufweist. Der Druckkopf wird in jeder der beiden Richtungen mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit parallel zu der Drehachse der Trommel bewegt, so daß hierauf schraubenlinienförmige Drucklinien gedruckt werden, oder er kann nach jeder Trommelumdrehung um ein endliches Stück weiterbewegt werden, so daß die Drucklinien Umfangskreise bilden. Zum Drucken einer Zeile von vollständigen Schrifttypen sind mehrere Umdrehungen pro Trommel erforderlich.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, mittels eines Tinten-

Strahlverfahrens und einer -vorrichtung unter Verwendung eines oszillierenden Druckstabes mit einer Mehrzahl von Strahlen, der pro halbem Oszillationszyklus eine Zeile von Druckzeichen druckt, vorzusehen, daß über die volle Breite einer Zeile gedruckt werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Anzahl der Strahlen des Druckstabes zu verringern, ohne die Druckqualität zu beeinträchtigen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen mit konstanter Geschwindigkeit bewegten, Tinte aufnehmenden Träger zu verwenden, der einen einlagigen, geradlinigen Vorschubweg aufweist, was zu einem vollständigen Überstreichen einer Seite führt, ohne daß Stellen vorhanden wären, die keine Tintentröpfchen aufnehmen können,und ohne daß Stellen vorhanden wären, an denen Drucküberlappungen auftreten.

Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenstrahlvorrichtung verwendet, bei der eine Mehrzahl von kontinuierlichen Tröpfchenstrahlen, die von einer Mehrzahl von Düsen eines oszillierenden Druckstabes ausgehen, auf einen sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegenden, Tinte aufnehmenden Träger gerichtet sind. Bei der Bewegung des Druckstabes in einer Richtung wird eine vollständige Zeile von Druckzeichen oder Schrifttypen und beim Rücklauf des Druckstabes eine zweite vollständige Zeile von Druckzeichen gedruckt. Die Strecke, um die der Druckstab in einer Richtung bewegt wird, ist im allgemeinen gleich dem Abstand zwischen den Düsen, doch falls Sondertypen oder Indizes erforderlich sind," ist eine zusätzliche Wegstrecke vorgesehen, um die sonst notwendigen engen Toleranzen zwischen den Auftreffberei-

chen zweier benachbarter Düsen auf dem Datenträger zu vermeiden. Dadurch können alle Zeichen eines Typensatzes vollständig mittels einer Düse gedruckt werden. Der Düsenabstand entspricht jedoch im allgemeinen demjenigen, der zum Anpassen an die maximale Breite alphanumerischer Standardzeichen erforderlich ist.

Die Bewegungsrichtung des Druckstabes und die Bewegungsrichtung des Datenträgers stehen senkrecht aufeinander. Die Tröpfchen werden aufgeladen und mittels eines elektrischen Feldes in eine Bewegungsrichtung des Datenträgers und entsprechend einer Höhe des zu druckenden gewünschten Zeichens abgelenkt. Die nicht verwendeten Tröpfchen werden zum Zwecke des Zurückführens und Wiederverwenden s zu eine -■ Abflußvorrichtung gelenkt. Die Tröpfchen werden von einer Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit Eingangssignalen, die die zu druckende Information darstellen, aufgeladen. Die Steuervorrichtung steuert die auf jedem Tröpfchen induzierten Ladungen, und die vorbestimmten Ladungen bewirken, daß die Tröpfchen beim Hindurchtreten durch das von einem Paar von Ablenkplatten aufgebaute elektrische Feld abgelenkt werden auf g,enau festgelegte Stellen auf dem sich bewegenden Datenträger, die im folgenden als"Pixels"bezeichnet werden. Durch Ausgleichen der elektrostatischen und aerodynamischen Einflüsse auf die Tröpfchen und zusätzlich durch Ausgleichen des Transportweges des Datenträgers ist beim Bewegen des Druckstabes in einer Richtung, um im allgemeinen die Strecke des Düsenabstandes,ein Bereich einer vollen Seitenbreite mit einer Höhe einer geeigneten Anzahl von Pixels adressierbar.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung

eines bevorzugten AusfUh.rungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht eines Tintenstrahldruckers gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise perspektivische Ansicht einer schematischen Darstellung des Tintenstrahl

druckers in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines oszillierenden Tintenstrahl-Druckstabes nach dem Stand der Technik, zur Veranschaulichung der hier

durch erzielten Druckstreifen auf einem sich bewegenden Datenträger,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des oszillierenden Tintenstrahl-Druckstabes in Fig. 1, zur Ver

anschaulichung der hierdurch erzielten Druckstreifen bei angehaltenem Datenträger, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung des oszillierenden Tintenstrahl-Druckstabes in Fig. 1, zur Ver

anschaulichung der hierdurch erzielten Druck-. streifen auf einem sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegenden Datenträger.

Der Färb- oder Tintenstrahl-Schönschreibdrucker in Fig. 1 weist einen oszillierenden, mit gestrichelten Linien dargestellten Druckstab 1 auf, der einen Tintenverteiler 7 mit einer Mehrzahl von Düsen 2 umfaßt, durch die flüssige Farbe oder Tinte 11 unter Druck abgegeben wird, vo daß aus der aus jeder Düse austretenden Tinte ein kontinuierlicher Strahl 3

entsteht. Eine mit einer Wand des Verteilers 7 verbundene piezoelektrische Vorrichtung 4 regt die Tinte mittels einer Druckwelle an, die das Bilden von Tröpfchen 5 in der Nähe einer Ladeelektrode 6 fördert. Die Tinte ist leitend, so daß eine im Augenblick der Tropfenbildung an die Ladeelektrode angelegte Spannung zu einem Tröpfchen 5 führt, das eine der angelegten Spannung proportionale Ladung aufweist.
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Die geladenen Tröpfchen werden durch die Ablenkplatten 10 und 12 in der Ebene der Fig. 1 oder in Bewegungsrichtung des Datenträgers 19 abgelenkt, wie dies durch einen Pfeil 20 veranschaulicht ist. Durch positive und negative Spannungspotentiale ist zwischen den Platten 10, 12 ein hohes elektrostatisches Feld aufgebaut. Typischerweise liegen die an die Ladeelektrode 6 angelegten Ladespannungen im Bereich von 10 bis 200 Volt, während die Potentialdifferenz zwischen den Ablenkplatten 10, 12 in der Nähe von 2000 bis 3000 Volt liegt. Die nicht zu dem Datenträger gelenkten Tröpfchen werden zu der Abflußvorrichtung 9 gelenkt. Die zu der Abflußvorrichtung gelenkten Tröpfchen können geladen oder ungeladen sein, je nach der Wahl des Vorzeichens, in Fig. 1 folgen jedoch die ungeladenen Tröpfchen der geradlinigen Bahn 8 hin zu dem Datenträger.

Für jede Düse justiert ein Sensorpaar 16 in einer Positionierungs-Servobchaltung diejenige Ladung, die erforderlich ist, um einen Tröpfchenstrahl direkt' neben den Sensoren anzuordnen. Die zum Ausrichten der Tröpfchen mit dem Sensorpaar erforderliche Ladung ist dann bekannt. Der Ablenkvorgang der Tröpfchen in vertikaler Richtung ist im wesentlichen linear. Die von einer vorgegebenen Düse herrührenden Tröpfchen können daher innerhalb ihres

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Vertikalbereiches in jedem Tröpfchen-Auftreffbereich auf dem Datenträger, im folgenden als Pixels bezeichnet, genau angeordnet werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die vertikale Höhe der Tröpfchenablenkung diejenige Anzahl von Pixels 13, die zum Drucken eines vorbestimmten Zeichens oder einer vorbestimmten Schrifttype erforderlich ist. Für Darstellungszwecke wurde in den Fig. 2 bis 5 eine vertikale Höhe von 8 Pixels verwendet.

Die in Fig. 2 dargestellten, von jeder Düse 2 ausgehenden geladenen Tröpfchen 5 bilden eine vertikale Spurhöhe oder Ablenkbandbreite H, die sich aus einer Spalte von Pixels 13 zusammensetzt. Die Pixelspalten weisen in dem dargestellten Beispiel 8 Pixels auf, die mit den von einer vorgegebenen Düse herrührenden Tröpfchen zu markieren sind. Die derzeitigen Tröpfchen haben einen Durchmesser von ungefähr 0,035 mm und zerfließen zu einem "Klecks" von 0,05 mm, wenn sie auf den Datenträger 19, beispielsweise Papier, auftreffen. Jeder Pixel 13 stellt somit einen kreisförmigen Klecks von 0,05 mm dar.

Ein über die volle Breite gehender, länglicher Druckstab 1 weist etwa 20 über seine Länge gleichmäßig beabstandete Düsen 2 auf, die auf den Datenträger 19 zielen. Der Druckstab ist so angeordnet, daß seine Länge quer zu der Bewegungsrichtung des Datenträgers und parallel zu der zugewandten Oberfläche des. Datenträgers verläuft. Der Druckstab 1 oszilliert in Richtung der Länge, welche im wesentlichen senkrecht zu der mit dem Pfeil 20 veranschaulichten Bewegungsrichtung des Aufnahmeträgers verläuft. Die Richtung der Oszillation ist durch einen Pfeil 17 veranschaulicht. Der bei einer Oszillation in einer Richtung zurückgelegte Weg (ein halber Zyklus) ent-

spricht im allgemeinen dem Abstand zwischen den Düsen oder ungefähr 10,16 mm (0,4 Inch) bei Datenträgern einer Breite von 215,90 mm (8,5 Inch). Oszilliert der Druckstab in eine Richtung, so kann daher ein Streifen, der eine Höhe H aufweist, über die volle Breite des sich bewegenden Datenträgers gedruckt v/erden. ' Der Tröpfchengenerator 14 des Druckstabes 1 weist den Verteiler'7, die piezoelektrische Vorrichtung 4 und die Düsen 2 auf und ist zusammen mit den Ladeelektroden 6 in dem Druckstab angeordnet. Der Druckstab ist in der Tintenstrahlvorrichtung der vorliegenden Erfindung mittels dem Fachmann bekannte Vorrichtungen so befestigt, daß er Gleitbewegungen ausführen kann, so daß sein Oszillieren auf von der Steuervorrichtung 27 über einen Digital-Analog-(D/A)Wandler 26 und einen Verstärker 21 kommende Signale hin mittels einer Antriebsvorrichtung 25 ermöglicht ist. Der Drucker ist so ausgebildet, daß er Informationen auf dem sich bewegenden Datenträger 19 aufzeichnet, der sich mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils bewegt. Die Relativbewegung des Datenträgers und die Oszillationsbewegung des Druckstabes in eine Richtung ergeben zusammen eine adressierbare Pixel-Überdeckung, die gleich einem Streifen auf dem Datenträger über die volle Breite des Datenträgers ist, der die Höhe H aufweist, die zu Zwecken der Darstellung, wie oben erwähnt, 8 Pixels hoch ist. Dieser Streifen von vorhandenen Pixels kann von dem Druckstab während jeder Bewegungsrichtung, also während seiner Vorwärts- und Rückwärtsbewegung oder Oszillation gedruckt werden, so daß die Bewegung eines Umlaufes (eines vollen Zyklus') des Druckstabes zwei Streifen druckt.

Während des Tintenstrahldruckers wird der Datenträger mit einer konstanten Geschwindigkeit von einem mit einer An-

triebsvorrichtung 23 verbundenen Motor 22 bewegt. Die Sensoren 16 sind stromabwärts des Datenträgers angeordnet, so daß die von den Düsen 2 kommenden Tropfchenstrahlen 5 neben den vertikal ausgerichteten Justiersensoren 16 vorbeifliegen können, wenn der Datenträger nicht im Weg liegt. Eine zweite Abflußvorrichtung 24 ist stromabwärts der Sensoren angeordnet, um die Tröpfchen während des Justierbetriebes aufzufangen. 10

Das System in Fig. 1 liefert auf elektrische Informationssignale hin schwarze Markierungen auf dem Datenträger, beispielsweise auf weißem Papier. Die Informations- oder Video-Signale werden der Steuervorrichtung 27, der ein Mikroprozessor, wie beispielsweise das von der Motorola Corporation vertriebene Modell 6800 ist, zugeführt. Ein Bild darstellende Videosignale werden beispielsweise in vorbestimmten Speicherplätzen innerhalb der Steuervorrichtung gespeichert.

Die Steuervorrichtung weist ferner Ausgangsanschlüsse auf, die elektrische Steuersignale an die verschiedenen Systemkomponenten abgeben. Ein Digital-Analog-(D/A)Wandler 28 und ein Verstärker 29 verbinden die Steuervorrichtung mit dem Motor 22 der Antriebsvorrichtung des Datenträgers. Der Datenträger wird während des Druckvorgangs unter der Kontrolle der Steuervorrichtung mit einer konstanten Geschwindigkeit an dem oszillierenden Druckstab vorbeibewegt, von dem aus Tintentröpfchenstrahlen 5 auf vorbestimmte Pixelstellen des Datenträgers gerichtet werden. Bevor der Datenträger eintrifft, während eines Justierbetriebes oder nachdem der Datenträger den Bereich der Tröpfchenstrahlen passiert hat, senden die Düsen eine Reihe von Strahlen aus, um die Tropfchen mit den Sensoren 16 auszurichten. Jedes Sensorpaar

steht mit der Steuervorrichtung 27 über einen Differentialverstärker 30 und einen Analog-Digital-(A/D)Wandler 31 in Verbindung. Die Sensoren dienen dazu, die Tröpfchenstrahlen auszurichten. Die Steuervorrichtung justiert die an die Ladeelektrode angelegte Spannung solange, bis die gewünschte Ausrichtung erzielt ist. .Der Spannungswert, bei dem eine Ausrichtung erzielt wurde, wird im Speicher der Steuervorrichtung gespeichert. Die Spannungssignale werden an die Ladeelektroden 6 über einen D/A-Wandler 35 und einen Verstärker 36 durch dem Fachmann bekannte Vorrichtungen angelegt, um Videosignale in Tröpfchen-Ladungssignale umzuwandeln und gleichzeitig bei solchen Ladungssignalen aerodynamische und elektrostatische Effekte auszugleichen. Es sei hier beispielsweise auf die US-PS 3 828 354 von Hilton verwiesen.

Die Steuervorrichtung 27 weist ferner einen Ausgang zum Antreiben der piezoelektrischen Vorrichtung 4 auf, durch di^e die Tropfenbildung veranlaßt wird. Die piezoelektrische Vorrichtung wird bei einer Frequenz betrieben, bei der Tröpfchen-Erzeugungsraten in der Nähe von ungefähr 100 bis ungefähr 125 Kilohertz (kHz) auftreten. Ein Verstärker 37 und ein D/A-Wandler 38 verbinden die piezoelektrische Vorrichtung und die Steuervorrichtung miteinander .

Eine Leitung 39A verbindet die Abflußvorrichtung 9 mit einem Tintenbehälter 39, so daß die nicht verwendete Tinte zurückgeführt werden kann. Eine weitere (nicht dargestellte) Leitung verbindet die beim Justieren der Tintentröpfchen verwendete Abflußvorrichtung 24 mit dem Tintenbehälter, um die von dieser Abflußvorrichtung aufgefangene Tinte ebenfalls zurückzuführen.

Die Tröpfchengeschwindigkeiten werden ebenfalls durch

die Steuervorrichtung 27 durch Erhöhen oder Verringern des Flüssigkeitsdrucks in dem Verteiler 7 mittels der Pumpe 32 gesteuert. Das von der Steuervorrichtung kommende Signal wird der Pumpe über einen D/A-V/andler 33 und einen Verstärker 34 zugeführt.

Das Sensorpaar 16 justiert über eine Positionierungsservoschaltung diejenige Ladung, die zum Anordnen eines Tröpfchenstrahls unmittelbar neben den Sensoren erforderlich ist, auf eine ähnliche Weise, wie dies in der US-PS 4 238 8o4 von Warren offenbart ist. Die zum Zentrieren oder Ausrichten der Tröpfchen mit dem Sensorpaar benötigte Ladung ist sodann bekannt. Der Ablenkvorgang der Tropfen ist im wesentlichen linear. Die von einer vorgegebenen Düse stammenden Tröpfchen können daher innerhalb ihres Bereiches auf alle Pixels genau angeordnet werden.

In Fig. 2 sind sowohl der Tröpfchengenerator 14 als auch die obere Ablenkplatte 12 in schematischer Weise mit zum Zwecke der Übersichtlichkeit teilweise abgebrochenen Bereichen dargestellt. Bei der Ladeelektrode 6, die in Bezug auf den Tröpfchengenerator feststeht, ist in dieser Darstellung die obere Hälfte abgebrochen, so daß die Bahnen der Tröpfchenstrahlen 5 der beiden als.Beispiel dienenden Düsen 2 besser zu sehen sind. Die Bahnen zu den obersten und den untersten Pixels der Pixelspalten sind nach Art eines Diagramms in gestrichelten Linien dargestellt, um die Vertikalablenkung der Tröpfchen bei deren Bewegung auf den Datenträger hin zu zeigen. Die nicht auf den Aufnahmeträger zielenden Tröpfchen werden selbstverständlich zu der Abflußvorrichtung 9 geleitet.

In Fig. 3 sind Druckstreifen 5o eines Tintenstrahldruckers

nach dem Stand der Technik dargestellt, der einen oszillierenden Druckstab 51 und einen sich in Richtung eines Pfeiles 53 mit konstanter Geschwindigkeit bewegenden Datenträger 52 aufweist. Die Oszillation des Druckstabs verläuft quer zu der Bewegungsrichtung des Datenträgers 52 und wird durch einen Pfeil 58 verdeutlicht. Bahnen' 54 von aus Düsen 56 stammenden Strahlen von Tintentröpfchen 55 ergeben Streifen einer Tintentröpfchenüberdeckung, die sich in Bereichen 57 überlappen, wenn sich die Richtung des Druckstabes 51 umkehrt. Andere Bereiche werden bei 59 völlig verfehlt und sind durch den Drucker nicht adressierbar.

Der Druckstab 1 gemäß der vorliegenden Erfindung oszilliert, wie in Fig. 4 dargestellt, in Richtung des Pfeiles 17. Bei den Druckstreifen 42 der durch den Druckstab 1 adressierten Pixels 13 wurden die zugehörigen Bahnen durch die in Fig. 1 dargestellte Steuervorrichtung 27 weiter modifiziert, um die Bewegung des Datenträgers 19 auszugleichen. In Fig. 4 ist der Datenträger im Stillstand dargestellt, um zu zeigen, daß die benachbarten Düsen keinen horizontalen Streifen drucken. Stattdessen steigt bei festgehaltenem Aufnahmeträger die Vertikalablenkung der Tintentröpfchen an, und jedes Mal, wenn sie den obersten Pixel in einer vorbestimmten Spalte von Pixels 13 erreichen, werden die Tröpfchen zu dem niedrigsten Pixel der nächstfolgend benachbarten Spalte abgelenkt. Vollzieht sich der Druckvorgang nach links in Richtung eines Pfeils 17a, so wird der Streifen 42 in dieser Richtung nach oben schräg gestellt. Dieser Streifen wird deswegen schrägstehend gedruckt, da der unterste Pixel in der nächstfolgenden Pixelspalte höher steht als der vorangehende unterste Pixel der benachbarten Pixelspalte. Kehrt sich die Bewegung des Druekstabes 1

um in die entgegengesetzte Richtung 17b, so wird der mit dem ersten Tintentröpfchen zu adressierende unterste Pixel nach unten auf den Pixel 13b verlagert, der dieselbe Höhe über dem Druckstab aufweist wie der während der in Richtung 17a erfolgten Bewegung durch den Druckstab adressierte erste Pixel 13a. Der Rücklauf des Druckstabes (Pfeil 17b) würde somit einen Streifen 43 ergeben, der entgegen der Schrägstellungsrichtung des Streifens 42 schräggestellt ist. Die durch jede Düse gedruckten, sich überlappenden Streifen führen im Ergebnis zu einer Form, die einem flachgedrückten Buchstaben "X" ähneln.

Wird das unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebene Drukken während des normalen Druckbetrie'oes, bei dem sich der Datenträger mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, wie dies in Fig. 5 verdeutlicht ist, durchgeführt, so stoßen die Streifen 42 und 43 längs ihrer benachbarten Kanten aneinander und verlaufen parallel zueinander. Es leuchtet daher ein, daß eine volle Seitenbreite gedruckt werden kann, ohne daß Überlappungen oder freigebliebene Bereiche auftreten.

Da die Höhe H des von jeder Düse gedruckten Streifens der Höhe eines Druckzeichens entspricht, kann jedes Druckzeichen durch eine einzige Düse vollständig gedruckt werden, so daß kein mit engen Toleranzen verbundenes Schnittstellen-Drucken von einer Düse.zur anderen, allgemein als "Switching" ("Umschalten") bezeichnet, erforderlich ist. Sollen ein Betrieb mit einer Mehrzahl von Typensätzen (Multifont-Betrieb) und ein solcher mit Proportionalabständen ermöglicht sein, so kann der Druckstab 1 durch die Steuereinheit 27 über seine normale Bewegung von einer Seite zur anderen hinausbewegt werden, so daß er in einem der maximal gewünschten Zeichenbreite entsprechenden Ausmaß einen größeren Bereich überstreicht.

Kommt es daher vor,, daß die Druckzeichen einer vorgegebenen Zeile auf die Schnittstelle zwischen Streifen fallen, so bewirkt die Steuervorrichtung, daß der Druckstab einen größeren Bereich überstreicht und das vollständige Zeichen druckt. Die von der benachbarten Düse kommenden Tröpfchen, die normalerweise für jenen Bereich des Datenträgers vorgesehen sind, werden durch die Steuervorrichtung der Abflußvorrichtung zugeleitet, so daß beim Auftreten von Typen mit Übergröße ein Überlappen beim Drucken vermieden ist. Mit dieser Möglichkeit, einen größeren Bereich zu überstreichen, können unterschiedliche Schrifttypen, proportional beabstandete Druckzeichen eingeschlossen, ohne die kritische Fertigungsgenauigkeit benachbarter Düsen gedruckt werden, die erforderliche wäre, wenn einige Zeichen in Abschnitten jeweils von zwei benachbarten Düsen gedruckt würden.

Die vorliegende Erfindung verwendet, zusammengefaßt gesagt, einen Tintenstrahldrucker, der einen oszillierenden Druckstab mit einer Mehrzahl von Düsen aufweist, zum Bedrucken eines Datenträgers, beispielsweise zum Bedrukken von Papier. Der Datenträger bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit und einlagig durch den Tintenstrahldrucker auf einem geradlinigen Vorschubweg hindurch.

Der Tintendrucker gehört zu der Sorte, bei der von jeder Düse kontinuierliche Tröpfchenströme ausgehen, und die nicht auf dem Datenträger zu plazierenden Tröpfchen werden zu einer Abflußvorrichtung gelenkt, um zu dem Tintenvorratsbehälter zurückgeführt zu werden. Die Tintentröpfchen werden von einer Steuervorrichtung in Übereinstimmung mit Datensignalen mittels Ladeelektroden aufgeladen, um so auf jedem Tröpfchen die geeignete Ladung anzubringen, aufgrund derer die Tröpfchen beim Hindurchtreten durch das elektrostatische Feld auf ihrem Weg in

Richtung auf den Datenträger eine Ablenkung erfahren. Die Tröpfchen werden an vorbestimmten Stellen auf dem Datenträger exakt plaziert oder zu der Abflußvorriehtung geleitet. Die Steuervorrichtung justiert die an die Ladeelektroden angelegte Spannung, um elektrostatische und aerodynamische Effekte wie beim Stand der Technik auszugleichen, gleicht jedoch ferner auch die konstante Bewegung des Datenträgers aus. Die Tröpfchen werden durch die Ablenkelektroden in vertikaler Richtung oder in Richtung der Bewegung des Datenträgers und um diejenige Anzahl von Tröpfchen abgelenkt, die erforderlich ist zum Erzeugen einer Spalte von Tröpfchen oder Pixels, deren Höhe dem größten zu druckenden Zeichen gleich ist. Das Oszillieren des Druckstabes in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Datenträgers in Verbindung mit dem Bewegen des Datenträgers unter konstanter Geschwindigkeit gestattet es, daß der Druckstab parallel zu dem Druckstab verlaufende Druckstreifen über die volle Breite des Datenträgers mit einer Höhe eines Zeichens druckt. Dadurch ist es ermöglicht, daß ein Druckzeichen vollständig von einer Düse gedruckt wird, ohne daß die engen Fertigungstoleranzen von Vorrichtungen nach dem Stand der Technik erforderlich sind. Um es zu ermöglichen, daß das erfin- . dungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung die Möglichkeit zum Betrieb mit einer Mehrzahl von Typensätzen (Multifont-Betrieb) oder mit Proportionalabständen aufweisen, läßt die Steuervorrichtung den Druckstab einen größeren Bereich überstreichen, so daß jede zwischen zwei von benachbarten Düsen produzierte Druckstreifen fallende Schrifttype von einer einzigen der vorbestimmten Düsen gedruckt werden kann. Ist ein solches Überstreichen eines größeren Bereiches erforderlich, so verhindert die Steuervorrichtung Drucküberlappungen durch benachbarte Düsen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Drucken mit einem Tintenstrahldrucker, der einen länglichen, oszillierenden, mit einer Mehrzahl von Düsen versehenen Druckstab aufweist, wobei der Tintenstrahldrucker zu dem Typ gehört, bei dem kontinuierliche Strahlen von Tintentröpfohen abgegeben werden, '

gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

(a) Bewegen eines Tinte aufnehmenden Substrates in einer Richtung an dem Druckstab vorbei unter konstanter Geschwindigkeit,

(b) Oszillieren des mit einer Mehrzahl von Düsen versehenen Druckstabes entlang seiner Länge und in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Substrates, wobei die Düsen des Druckstabes ent— lang seiner Länge gleichmäßig beabstandet und dem Substrat zugewandt sind,

(c) Leiten der von den Düsen abgegebenen Tintentröpfchen auf von einer Steuervorrichtung für den Tintenstrahldrucker stammende Signale hin hin auf das Substrat oder zu einer Abflußvorrichtung zum Zurückführen,

(d) Ablenken der auf das Substrat gerichteten Tintentröpfchen in Richtung der Bewegung des Substrates

um eine vorbestimmte Höhe und sodann ständiges Wiederholen dieses Ablenkens und

(e) Justieren des Ablenkens der Tintentröpfchen zum Ausgleichen sowohl der Bewegung des Substrates

als auch elektrostatischer und aerodynamischer Effekte, so daß die Kombination aus Leiten der Tintentröpfchen im Verfahrensschritt (c) und Justieren des Ablenkens der Tintentröpfchen im Verfahrensschritt (d), zusammen mit einem halben Oszillationszyklus des Druckstabes, gedruckte Bereiche über die volle Breite des Substrates und mit der vorbestimmten Höhe erzeugen kann, die im wesentlichen paralllel zu dem Druckstab verlaufen und frei von Drucklücken und Überlappungen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Höhe der Tintentröpfchen pro Halbzyklus einem zu druckenden Zeichen entspricht, so daß jede Düse ein vollständiges Zeichen drucken kann und somit die zwischen Druck-Schnittstellen benachbarter Düsen erforderlichen engen Toleranzen, wenn ein Zeichen an dieser Schnittstelle durch zwei benachbarte Düsen gedruckt werden muß, entfallen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzei chnet, daß der halbe Oszillationszyklus ungefähr dem Abstand zwisehen benachbarten Düsen des Druckstabes entspricht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der bei einem halben Oszillationszyklus zurückgelegte Weg durch die Steuervorrichtung erhöht werden kann, um die Möglichkeit zum Drucken von Zeichen aller vorhandener Typensätze (Omnifont-Drucken) und zum Drucken proportional beabstandeter Zeichen vorzusehen, ohne mehr als eine Düse zum Drucken eines beliebigen Zei-/ chens zu erfordern.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuervorrichtung dann, wenn sie den bei einem halben Oszillationszyklus zurückgelegten Weg erhöht, ein Drucküberlappen zwischen Düsen dadurch vermeidet, daß sie von benachbarten Düsen stammende Tröpfchen, die durch das Überstreichen eines größeren Bereiches'betroffen werden, zu der Abflußvorrichtung lenkt.

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f
6.J Tintenstrahldrucker des Typs, der einen länglichen, oszillierenden Druckstab mit einer Mehrzahl von längs seiner Längt⁵ angeordneten Düsen aufweist und bei de:.n kontinuierliche Strahlen von Tintentröpfchen aus den Düsen ausgestoßen werden und bei dem der Druckstab zum Bedrucken der vollen Breite eines Datenträgers vorgesehen ist, der sich einlagig auf einem geradlinigen Vorschubweg mit einer konstanten Geschwindigkeit an dem Druckstab vorbeibewegt, gekennzeichnet durch:

(a) eine Vorrichtung (32) zum Zuführen von Tinte unter Druck zu den Düsen (2) , so daß Tintenstrahlen

(3) hiervon abgegeben werden,

(b) eine Vorrichtung (4) zum Stören der Tintenstrahlen (3), die in einem vorbestimmten Abstand zu den Düsen (2) die Tintenstrahlen (3) aufbricht und sie in Tröpfchen (5) umbildet,

(c) eine Vorrichtung (6) zum Aufladen der Tröpfchen an der Stelle ihres Ausbildens mittels einer Steuervorrichtung (27),

(d) eine Vorrichtung (10, 12) zum Ablenken der geladenen Tröpfchen (5) während ihres Wegs auf den Datenträger (19) zu, um sie zu einer vorbestimmten Stelle auf dem Datenträger (19) oder zum· Zwecke des Zurückführens und Wiederverwendens

zu einer Abflußvorrichtung (9) zu leiten, wobei für die aus jeder Düse (2) stammenden Tröpfchen (5) durch die Ablenkvorrichtung (10, 12) ein überstreichen in derselben Richtung wie der Bewegungsrichtung (20) des Datenträgers (19) und

für eine vorbestimmte Strecke (H) in dieser Richtung (20) ermöglicht ist,

(e) eine Vorrichtung (25) zum Oszillieren des Druckstabes (1) in einer längs seiner Länge verlaufenden Richtung (17) und in einer quer zu der Richtung (20) des Vorschubweges des Datenträgers (19) verlaufenden Richtung, wobei die Wegstrecke in einer Bewegungsrichtung der Oszillation oder

eines Halbzyklus¹ dem Abstand zwischen Düsen entspricht, und

(f) eine Vorrichtung (16, 27) zum Justieren der mittels der Ladevorrichtung (6) auf die Tröpfchen

(5) aufgebrachten Ladung, umr das Bewegen des Datenträgers (19) so auszugleichen, daß die volle Breite dieses Datenträgers (19) ohne Überlappungen und ohne Fehlstellen bedruckt werden kann. 20
7. Drucker nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet , daß die Düsen (2) entlang des Druckstabes (1) gleichmäßig beabstandet sind und daß die vorbestimmte Höhe (H) des ÜberStreichens durch die Tröpfchen (5) derjenigen für ein Zeichen entspricht, so daß jedes Zeichen vollständig mittels einer Düse (2) gedruckt werden kann, ohne daß enge Fertigungstoleranzen, die notwendig sind, wenn ein Zeichen von den Tröpfchen (5) zweier benachbarter Düsen (2) gedruckt wird, erforderlich sind.
8. Drucker nach Anspruch 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet , daß der von dem Druckstab (1) bei einem Halbzyklus in einerRich-

tung zurückgelegte Weg vorbestimmbar durch die Steuervorrichtung (27) erhöht werden kann, um die Möglichkeit eines Drückens von Zeichen aller vorhandener Typensätze (Omnifont-Drucken) und eines Drückens mit proportional beabstandeten Zeichen vorzusehen, so daß dann, wenn der erhöhte Weg pro .Halbzyklus anfällt, immer eine Düse (2) eine vollständige Type druckt und die normalerweise für diesen Bereich vorgesehenen Tröpfchen (5) der benachbarten Düse (2) zu der Abflußvorrichtung (9) gelenkt werden, um ein Überlappen von Tröpfchen (5) auf dem Datenträger (19) zu vermeiden.