CH628287A5 - Method for inserting protective droplets into sequences of droplets and ink jet printer for carrying out the method - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren in Tintenstrahl-Druk-kern zum Einfügen von Schutztropfen in diezum Drucken von Zeichen oder Teilen von Zeichen bestimmten Tropfen-folgen sowie einen Tintenstrahl-Drucker zum Ausführen des genannten Verfahrens, der Mittel zum Erzeugen von Tropfen und zum selektiven Absetzen der Tropfen auf einem Aufzeichnungsträger zum Drucken und Mittel zum Gruppieren der Tropfen in Tropfenfolgen zum Bilden wenigstens von Teilen von Zeichen auf dem Aufzeichnungsträger aufweist.

Bei bekannten Tintenstrahl-Druckern hat sich gezeigt, dass die ersten Tropfen eines Strahls, insbesondere der Leittropfen, durch die im Augenblick des Ausstossens des Strahls aus der Düse vorherrschenden aerodynamischen Verhältnisse stärker beeinflusst werden, als die späteren Tropfen einer Tropfenfolge. Ausserdem hat sich gezeigt, dass benachbarte Tropfen aufeinander einen Einfluss ausüben. Die genannten Einflüsse können dazu führen, dass die einzelnen Tropfen von den ihnen durch ihre Ladung vorgegebenen Flugbahnen abgelenkt werden, so dass sie nicht auf die vorgesehenen Orte auf den Aufzeichnungsträger auftreffen, also zu einem unsauberen Schriftbild führen.

In der USA-Patentschrift 3 562 757 wird vorgeschlagen, zwischen je zwei zum Drucken vorgesehenen Tropfen einer Tropfenfolge einen Schutztropfen einzufügen, mit dem Ziel, die gegenseitige Beeinflussung der Tropfen innerhalb einer Tropfenfolge herabzusetzen.

Obwohl mit der Lehre nach dem genannten USA-Patent ein wesentlicher Fortschritt gegenüber den bis dahin bekannten Tintenstrahl-Druckern erzielt werden konnte, ist es damit jedoch nicht möglich, die auf die einzelnen Tropfen einer Tropfenfolge einwirkenden unterschiedlichen Einflüsse auszugleichen. Die vorliegende Erfindung bezweckt daher insbesondere in dieser Hinsicht eine Verbesserung.

Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren in Tinten-strahl-Druckern zum Einfügen von Schutztropfen in die zum Drucken von Zeichen oder Teilen von Zeichen bestimmten Tropfenfolgen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen je zwei aufeinanderfolgende Tropfen der Tropfenfolge variable Anzahlen von Schutztropfen eingefügt werden, wobei die Anzahl der einzufügenden Schutztropfen von der Stellung der zum Drucken bestimmten Tropfen in den Tropfenfolgen abhängt.

Die Erfindung betrifft ferner einen Tintenstrahl-Drucker zum Ausführen des vorgenannten Verfahrens mit Mitteln zum Erzeugen von Tropfen und zum selektiven Absetzen der Tropfen auf einem Aufzeichnungsträger zum Drucken und mit Mitteln zum Gruppieren der Tropfen in Tropfenfolgen zum Bilden wenigstens von Teilen von Zeichen auf dem Aufzeichnungsträger, welcher Drucker gekennzeichnet ist durch Mittel zum Einfügen von variablen Anzahlen von Schutztropfen zwischen aufeinanderfolgende Tropfen der Tropfenfolgen.

Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels der Erfindung werden anhand der Zeichnungen nachfolgend beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Druckanlage mit einem Tintenstrahl-Drucker und einer zugeordneten Magnetkarteneinheit, Fig. 2 ein Schema eines bevorzugten Tropfenmusters, Fig. 3 die wichtigsten Einzelteile eines Tintenstrahl-Druckers, Fig. 4a, 4b und 4c verschiedene mögliche Flugbahnen von benachbarten Tropfen, Fig. 5a, 5b und 5c verschiedene Formen von Fehlern, die durch ungewollte Einflüsse auf die fliegenden Tropfen verursacht wurden, Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Erzeugen von Zeichen, Laden von Tropfen und Einfügen von Schutztropfen in Tropfenfolgen, Fig. 7,8a und 8b Tabellen mit möglichen Tropfenfolgen und in diese eingefügten Schutztropfen.

Fig. 1 zeigt eine Druckeinrichtung mit einem Tintenstrahl-

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Drucker 1 sowie einer mit diesem zusammenarbeitenden Magnetkarten-Einheit 2. Die Magnetkarten-Einheit 2 ist in diesem Zusammenhang nur beispielhaft, es können auch andere Arten von Speichereinheiten mit dem Tintenstrahl-Drucker 1 zusammenarbeiten. Der Tintenstrahl-Drucker 1 hat die übliche Tastatur 3 für die Eingabe von Zeichen sowie für die Funktionssteuerung. Der Drucker 1 weist einen Tin-tenstrahl-Druckkopf 4 auf, der auf einem Schlitten 5 montiert ist, welcher vor einem Aufzeichnungsträger 7 hin und her verfahrbar ist.

Der Drucker 1 kann eine Anzahl von Funktionstasten 10-13 aufweisen, die für das automatische Drucken, das Zeilen-, Wort- und Buchstabendrucken vorgesehen sind. Weitere Tasten 15-18 sind der Wahl der Betriebsarten zugeordnet, nämlich der Aufzeichnung, der Wiedergabe, dem Randausgleich und dem Zeilenspringen. Der Drucker 1 weist ferner Zeilenendschalter 30 und 32 für den linken und rechten Rand auf.

Die Magnetkarten-Einheit 2 hat eine Ladeöffnung 25 und einen Spuranzeiger 26. Ferner ist eine Taste 27 für den Kartenauswurf vorgesehen, eine Taste 28 für die Spur-Rück-schaltung und eine Taste 29 für die Spur-Vorschaltung, um den nichtgezeigten Abtaster bezüglich der verschiedenen Spuren auf der Magnetkarte einstellen zu können.

Bei Tintenstrahl-Druckern kann die Vereinigung von hintereinander fliegenden Tropfen erfolgen, wenn der Leittropfen einer Tropfenfolge durch aerodynamische Verhältnisse so stark verzögert wird, dass der hinter ihm fliegende Tropfen, der kleinerer Verzögerung ausgesetzt ist, zu ihm auf-schliesst und schliesslich mit ihm zusammenfällt und einen grösseren Tropfen bildet.

Umgekehrt kann Streuung auftreten, wenn die Abstos-sungskräfte zwischen gleichgerichteten Ladungen genügend gross sind, um den einen oder beide Tropfen von der vorgesehenen Flugbahn abzulenken.

Ein bekanntes Verfahren zum Verhindern des Zusammenfallens oder Streuens von Tropfen in einem Tintenstrahl besteht in der Vergrösserung des Abstandes zwischen zum Druck vorgesehenen Tropfen durch Einschaltung von nicht-abgelenkten oder nichtgeladenen Schutztropfen zwischen den zum Drucken bestimmten oder geladenen Tropfen. Innerhalb einer zum Drucken bestimmten Folge von Tropfen ist jedoch die Tendenz zur Streuung bzw. zum Vereinigen nicht homogen. Es sind jeweils die Leittropfen einer Tropfenfolge, die den grössten aerodynamischen Kräften ausgesetzt sind, insbesondere der Zugluft, und die deshalb die grösste Tendenz aufweisen, zu streuen oder sich zu vereinigen. Da wesentlich mehr Schutztropfen erforderlich wären, um die Streuung bzw. Vereinigung der Tropfen in der Nachbarschaft des Leittropfens einer Tropfenfolge zu vermeiden, hat offensichtlich ein für die ganze Folge einheitliches Schema zum Einfügen von Schutztropfen einen geringen Wirkungsgrad.

Im Zusammenhang mit Fig. 2 wird daher ein Schema zum Einfügen von Schutztropfen in eine Tropfenfolge vorgeschlagen, das als « 1032»-Schema bezeichnet werden kann, und mit welchem Drucke hoher Qualität erzielbar sind.

Dieses Schema lässt sich darstellen in der Form:

...PgPgPggPgggPPgP

Zeit worin «P» einen geladenen, zum Drucken bestimmten Tropfen bezeichnet und «g» einen ungeladenen Schutztropfen. Der ganz rechts stehende Tropfen ist der Leittropfen der Folge. Beim Überstreichen des Aufzeichnungsträgers~7 von unten nach oben wird für ein nichtunterbrochenes Zeichensegment jeder Tropfen um eine Position höher in der

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Zeichenmatrix abgesetzt als sein Vorgänger. Die einzige Ausnahme von dieser Regel sind die beiden ersten Tropfen, die man sich miteinander vereinigen lässt, und die zu einer Zwischenposition gelangen.

Um die Vereinigung der beiden ersten zum Abdruck vorgesehenen Tropfen zu verhindern, ist es normalerweise nötig, sechs oder mehr Schutztropfen einzufügen. Dies erfordert allerdings viel mehr Zeit, als sich für die Vermeidung der leichten Einbusse an Druckqualität aufzuwenden lohnt. In einigen Fällen begünstigt ein einzelner Schutztropfen die Neigung zum Vereinigen, in dem er dazu beiträgt, die Abstos-sungskräfte zu überwinden. Dies ist der Grund für das Einfügen des einzelnen Schutztropfens zwischen die ersten beiden zum Drucken vorgesehenen Tropfen. Das ist entsprechend durch die « 1 » in « 1032» dargestellt. Ein vereinigtes Tropfenpaar wird durch die aerodynamischen Verhältnisse wesentlich weniger verzögert als ein einzelner Tropfen. Aus diesem Grunde vergrössert sich der Abstand zwischen den beiden vereinigten Tropfen und dem dritten zum Drucken vorgesehenen Tropfen anstatt sich zu verkleinern, so dass kein Schutztropfen erforderlich ist. Das ist durch die «0» in «1032» angegeben. Drei Schutztropfen sind erforderlich, um das Vereinigen bzw. Streuen der dritten und vierten zum Drucken vorgesehenen Tropfen zu verhindern, was durch die «3» in «1032» angegeben ist. Schliesslich sind zwei Schutztropfen nötig zwischen dem vierten und fünften Tropfen, wofür die «2» in «1032» steht. Zwischen allen übrigen Tropfen der Folge ist nur ein Schutztropfen erforderlich, da durch die Abnahme der aerodynamischen Kräfte relativ stabile Verhältnisse eingetreten sind. Für kurze Folgen kann daher das «1032»-Muster von Schutztropfen nach irgendeinem zu druckenden Tropfen abgebrochen werden.

Wenn beim vertikalen Überstreichen des Aufzeichnungsträgers durch den Druckkopf mehr als ein Segment eines Zeichens gedruckt werden muss, ist eine Trennung durch wenigstens fünf ungeladene Tropfen nötig, um die gegenseitige Beeinflussung zwischen Leit- und Endtropfen der beiden Segmente zu verhindern, da sich beim Start des zweiten Segmentes die ursprünglichen aerodynamischen Verhältnisse wieder eingestellt haben. Fig. 2 zeigt ein derartiges Schema mit Schutztropfen.

Für jede Tropfenbildungsfrequenz bedeutet das Einfügen von Schutztropfen einen offensichtlichen Verlust an Durchsatz, d. h. Druckgeschwindigkeit. Diese Einbusse muss notwendigerweise hingenommen werden, wenn man hohe Druckqualität erzielen möchte. Für lange Tropfenfolgen ergibt sich ein Tropfen-Ausnutzungsgrad von n

2n+l '

worin n die Anzahl der abzudruckenden Tropfen bedeutet.

Fig. 3 zeigt verschiedene im Druckkopf 4 vorhandene Einzelteile. Zu diesen gehört eine Pumpe 40, mittels welcher über eine Zuführungsleitung 41 zufliessende Tinte nach Bedarf einem Kristall 42 zugeführt wird, welcher mit Hochfrequenzimpulsen erregt werden kann. Die Frequenz dieser Hochfrequenzimpulse liegt beispielsweise im Bereich von 110-120 kHz. Von einer Düse 43 werden Tintentropfen ausgestossen, die eine Ladeelektrode 44 passieren, in welcher sie in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung eines Ladeverstärkers unterschiedlich aufgeladen werden können. Diese Ladung bewirkt zusammen mit dem elektrischen Feld, das durch die Ablenkelektroden 60 und 61 erzeugt wird, eine Vertikalablenkung der Tropfen um einen Betrag, der der vertikalen Höhe -eines gegebenen Zeichens entspricht. Wie in Fig. 3 dargestellt, enthält da Zeichen «S» 50 eine Anzahl von vertikalen Spalten 51. Das Drucken erfolgt in der Weise, dass eine Folge

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von vertikalen Spalten, deren jede eine Vielzahl von Tropfen anderfolgende abzudruckende Tropfen eingesetzt.

aufweist, wie beispielsweise 40, von der Düse 43 in Richtung 2. Wenn ein weisses oder nichtbedrucktes Segment auf ein auf den Aufzeichnungsträger 7 abgegeben wird, um den schwarzes Segment in einer Spalte folgt, werden für je drei

Abdruck des betreffenden Zeichens zu bewirken. Falls die weisse Tropfen zwei Schutztropfen eingefügt, um einen ge-von der Düse 43 abgegebenen Tropfen nicht zum Drucken s eigneten Abstand parallel zu einer Reihe von abgedruckten erforderlich sind, werden sie in eine Auffangvorrichtung 53 Tropfen zu wahren.

abgelenkt, von welcher sie über eine Leitung 54 zum Tinten- Die Abstandsgrosse ist definiert als die totale Anzahl von reservoir zurückgeführt werden. Tropfen durch die Anzahl abzudruckender Tropfen (weiss

Die Zeichen werden gebildet durch Laden und Ablenken oder schwarz). Für einen langen vertikalen Balken, wie z. B. von Tropfen auf die gewünschte Position in einem Raster von io beim «T» der Fig. 5, wird die Abstandsgrosse angenähert 40 Tropfen Höhe. Bei einer Zeichenbreite von 2,54 mm bilden 24 Spalten eine Matrix von 40 x24 Tropfen für ein 2-24+1 = 2 04 oder etwa 2 0.

Zeichen. Diese 24 Spalten werden durch die horizontale 24

Bewegung des Schlittens 5 und das wiederholte vertikale

Überstreichen des Aufzeichnungsträgers durch die geladenen is Falls die Abstandsgrosse bei weissen Segmenten über längere Tropfen erzeugt. Die 40 Tropfen hohen Spalten repräsen- Zeit stark von 2,0 abweicht und grösser als 2,0 wird, wird der tieren eine vertikale Strecke von etwa 3 mm. Daher beträgt beim nächsten schwarzen Segment auftretende Tropfen sehr die Auflösung sowohl in horizontaler wie in vertikaler Rieh- stark nach rechts ausgelenkt. Ist der Abstandswert wesentlich tung etwa 10 Tropfen pro mm. Bei einer Zeichenbreite von kleiner als 2,0, wird der nächste abzudruckende Tropfen 2,12 mm ergeben sich 20 Spalten pro Zeichen, während bei 20 nach links versetzt und lässt möglicherweise eine Lücke, wo Proportionalschrift die Zeichenbreite zwischen 12 und 28 diese Segmente im rechten oberen Teil eines Zeichens einen

Spalten variiert. langen vertikalen Balken treffen.

Fig. 4a zeigt die Ablenkung zweier weit auseinanderlie- Eine gewisse Abweichung nach Werten kleiner als 2,0 ist gender Tropfen am Aufzeichnungsträger, woraus hervorgeht, tolerierbar bei langen weissen Segmenten, um den Durchsatz dass die Positionierung der Tropfen in diesem Fall kein Pro- 25 zu verbessern und zum Aufholen genügend Zeit zu lassen, blem bietet. Fig. 4b zeigt auf dem Aufzeichnungsträger näher falls das Abdrucken der Tropfen hinter der entsprechenden zusammenliegende Tropfen, wobei zwar kein Problem auf- Position des Druckkopfes zurückbliebt. Eine Abstandsgrosse tritt, jedoch eine Tendenz zur Vereinigung der Tropfen oder von mehr als 2,0 bei einem weissen Segment ist nur möglich für das Aufschliessen des einen Tropfens zum andern wenig- für sehr kurze Zeiten und dann unwesentlich. In der fol-stens im linken Teil der Flugbahnen angedeutet ist. 30 genden Tabelle bedeuten W = «weisse» Tropfen, d. h. Posi-

Fig. 4c zeigt den Fall, in dem zwei Tropfen zu nahe beiein- tionen, an denen nichts gedruckt werden soll und g = Schutz-andergelegenen Positionen auf dem Aufzeichnungsträger tropfen. Die Summe W+g muss gleich oder grösser als 5 sein, abgelenkt werden und tatsächlich der Tropfen No. 2 zum um zwei Segmente aerodynamisch und elektrostatisch von-

Tropfen No. 1 aufschliesst und sich mit ihm vereinigt. einander zu isolieren.

Die Fig. 5a, 5b und 5c sind Beispiele für verschiedene Pro- 35

bleme, die beim Absetzen der Tropfen innerhalb gedruckter

Zeichen auftreten. In Fig. 5a sind drei Fälle gezeigt, bei denen yv+g je zwei Tropfen sich vor dem Auftreffen auf dem Aufzeich- w g w+g Abstand w nungsträger vereinigt haben, nämlich bei 36 am Ende des Serif 35 sowie an der Stelle 37 im Querstrich des «T». In Fig. 40 5b haben sich die Tropfen nicht vereinigt, sondern streuen auf Grund einer gegenseitigen Abstossung.

Fig. 5c zeigt ein weiteres Beispiel für falsches Absetzen der Tropfen. Der horizontale Balken des «T» ist bezüglich des vertikalen Stammes des «T» um eine Tropfenbreite erhöht, 45 was auf die verschiedenen aerodynamischen Probleme zurückgeht, die bei langen Tropfenfolgen auftreten, wie sie für vertikale Balken vorkommen, im Gegensatz zu kurzen Folgen bei horizontalen Balken. Bei Querbalken ergibt sich das Problem dadurch, dass eine grosse Anzahl ungeladener so Tropfen zwischen den für das Drucken des unteren Serifs und des oberen Querbalkens des «T» vorkommen.

Für die Benutzung einer veränderlichen Anzahl von Schutztropfen gelten die folgenden allgemeinen Regeln, bei denen die Begriffe «schwarz» oder «abgedruckter Tropfen» 55 einen auf den Aufzeichnungsträger auftreffenden Tropfen bezeichnen, und Schutztropfen einen in den Tropfenstrom eingefügten Tropfen, um benachbarte Tropfen elektrostatisch und aerodynamisch zu isolieren. «Weisse Tropfen»

bedeuten Tropfen, die nicht geladen sind aber zu bestimmten 60 identifizierbaren Positionen der Tropfenmatrix gehören.

1. Schutztropfen werden zwischen abzudruckende Tropfen eingesetzt, oder nach Massgabe dieser Regeln zusammen mit weissen Tropfen, wobei in einem schwarzen Segment einer Spalte das Muster der zwischen abzudruk- 65 kenden Tropfen eingesetzten Schutztropfen dem Muster 1 032 111... entspricht, d. h. die den einzelnen Ziffern entsprechende Anzahl von Schutztropfen wird zwischen aufein-

5.0 2.5 1.67 1.50

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U 7

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11 1.57

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15 3 1-67 etc.

Die der Tabelle zugrunde liegenden Regeln sind auf weisse Segmente anwendbar, sofern sie nicht unterhalb der dreizehnten Matrixposition liegen und nicht ein schwarzes Segment unterhalb der dreizehnten Position abgedruckt worden ist. In diesem Fall erfolgt das Einsetzen der Schutztropfen in die weissen Segmente nach dem schwarzen Segment auch unterhalb der dreizehnten Position.

3. Keine Schutztropfen werden eingesetzt vor einem schwarzen Segment, es sei denn, das schwarze Segment beginne bei einer Matrixposition oberhalb der Position 13. Der Grund dafür ist, dass die Abtastung des Aufzeichnungsträgers an der Schreiblinie beginnt, die mit der Position 13 zusammenfällt, falls nicht darunter noch ein Segment abzudrucken ist.

4. Unabhängig von der Regel 3 dürfen nicht weniger als drei für die Auffangvorrichtung bestimmte Tropfen («weisse» Tropfen oder Schutztropfen) zwischen dem letzten schwarzen Segment und einer Spalte und dem ersten schwarzen Segment der nächsten Spalte vorkommen. Hierdurch werden die letzten Tropfen einer Spalte von den ersten Tropfen der nächsten Spalte isoliert, wobei jedoch nur drei Tropfen nötig sind, da zwischen diesen abzudruckenden Tropfen eine grosse Verschiebung besteht. Dieses Erfordernis kann teilweise oder ganz dadurch erfüllt werden, dass weisse Tropfen am Ende des einen Durchgangs oder am Anfang des nächsten vorkommen.

Falls der letzte Tropfen in eine Position oberhalb der Matrixposition 32 gedruckt wird, wird die Spalte mit dem letzten abgedruckten Tropfen beendet.

5. Ein aus einem einzelnen Tropfen bestehendes Segment muss von anderen abzudruckenden Tropfen in einer Spalte durch wenigstens vier weisse Tropfen und zwei Schutztropfen isoliert sein, und die Position des einzelnen Tropfens darf nicht näher als vier Matrixpositionen von einem andern abgedruckten Tropfen der betreffenden Spalte liegen.

Diese Regeln genügen alleine nicht, um das Drucken mit hoher Qualität zu gewährleisten; es ist vielmehr nötig, dass eine Korrektur der Ladung der einzelnen Tropfen vorgenommen wird, um die verbliebenen gegenseitigen elektrostatischen und aerodynamischen Kräfte zu kompensieren, die auf die im Flug befindlichen Tropfen einwirken. Die Grösse der bei den einzelnen Tropfen zur Anwendung kommenden Korrektur wird empirisch als Funktion des umgebenden Tropfenmusters (voreilend und nacheilend) und der vorgegebenen Matrixposition bestimmt. Diese Korrekturwerte werden in einen Speicher eingegeben und können während des Druckens abgerufen werden.

Ein vollständiger Satz von Daten zum Steuern der Positionierung von Tropfen verlangt etwa 3000 Korrekturen, für die 12 Adress-Bits zur Verfügung stehen müssen, um den Abruf dieser Korrekturen aus dem Speicher zu ermöglichen.

Die 12 Adress-Bits werden wie folgt abgeleitet:

a) Die Höhe über dem Boden des Zeichenkastens, die im Tropfenpositions-Zähler steht, wobei das Bit der niedrigsten Stelle weggelassen wird. Dies ergibt fünf Bits.

b) Die Position eines Referenztropfens bezüglich des Beginns eines Segments, abgeleitet von einem 3-Bit Anfangspositions-Zähler, mit 3 Bits.

c) Muster verzögerter Tropfen, abgeleitet aus dem Schieberegister, drei Bits ergebend.

d) Mittelpositions-Korrekturzähler, in dem gespeichert

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ist, ob ein schwarzes Segment innerhalb der letzten drei Tropfenpositionen gedruckt worden ist, was ein Bit ergibt.

Die im Zusammenhang mit der oben aufgeführten Ableitung von Adress-Bits erwähnten Schaltungen werden im Zusammenhang mit der Fig. 6 weiter unten erläutert.

Die folgende Tabelle zeigt Tropfenmuster, die in verschiedenen Kombinationen nach irgend einem bestimmten Tropfen vorhanden sein können. Aus diesen Kombinationen und der Anwendung der oben angeführten Regeln ergibt sich, dass bekannte Lademuster existieren müssen für wenigstens diejenige Anzahl von Tropfenzeiten, die in der rechten Spalte angegeben sind.

In der Tabelle bedeuten: R den zu ladenden Tropfen; 0 einen «weissen» Tropfen; 1 einen schwarzen Tropfen; X,

dass der Tropfen schwarz, weiss oder ein Schutztropfen sein kann; g einen Schutztropfen; T die Tropfenzeiten,

(wobei die Tropfenperiode ist). Lgi, Lg2, Lg3 bezeichnen aufeinanderfolgende Druckpositionen verzögerter (nacheilender Tropfen).

lË3

Lg2

Lgl

Tropfenzeiten

X

0

0

0 R

5AT

X

0

0

1 R

6AT

X

0

1

0 R

1UT

X

0

1

1 R

6XT

g

1

0

0 R

8ÀT

g

1

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1 R

9ÂT

X

1

1

0 R

8ÂT

X

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1 R

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Die in der Fig. 7 dargestellte Tabelle zeigt das Leitmuster, das bei Beachtung der Regeln für einen Referenztropfen entsteht, in Abhängigkeit von einer angenommenen Position des Referenztropfens in einem Segment. R bezeichnet den Referenztropfen, d. h. den zu ladenden Tropfen. 1/g oder 0/g bedeutet, dass der Tropfen entweder ein «schwarzer» Tropfen, oder ein Schutztropfen bzw. ein «weisser» Tropfen oder ein Schutztropfen sein kann. X bedeutet einen Tropfen unbekannter Ladung.

Die Fig. 8a und 8b zeigen zusammengesetzt eine Tabelle, die eine Kombination der beiden vorher besprochenen Tabellen ist. Diese Tabelle zeigt alle möglichen Muster des Voreilens und Nacheilens, die durch die erwähnten Regeln bezüglich des Referenztropfens R erlaubt sind, d. h.

bezüglich des zu ladenden Tropfens. Jedes dieser Muster kann für jede angegebene Druckposition des Referenztropfens R auftreten.

Im Sinne einer aerodynamischen Langzeitwirkung beeinflussen auch diejenigen Tropfenfolgen einen zu ladenden Tropfen, die weniger als sieben Tropfenpositionen von den zu ladenden Tropfen entfernt sind, wodurch eine Kompensation nötig wird, die alle sieben vorhergehenden Tropfenpositionen in Betracht zu ziehen hat. Da dies jedoch sehr teuer ist wegen der zusätzlich benötigten logischen Schaltungen und wegen des zusätzlichen Speicherplatzes, kann auf der folgenden Basis ein Kompromiss zugelassen werden:

Falls die vorangegangene Tropfenfolge weniger als drei Tropfenpositionen entfernt ist, wird ein spezieller Satz von empirischen Korrekturen benutzt, bis der dritte Tropfen der neuen Folge geladen ist. Dieser Satz von Korrekturdaten wurde ermittelt unter Benutzung eines Abstandes von 2 Trop-fenpositionen.

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Falls die vorangegangene Tropfenfolge vier oder mehr Tropfenpositionen von dem zu ladenden Tropfen entfernt war, kann ein normaler Satz von empirischen Korrekturdaten benutzt werden, um die Ladung des Referenztropfens durchzuführen. Dieser Satz von Korrekturdaten wurde ermittelt auf Grund eines Zwischenraums von fünf Tropfendispositionen.

Bei Benutzung dieser beiden Sätze von Korrekturdaten kann der Tropfen innerhalb annehmbarer Toleranzen abgesetzt werden.

Fig. 6 zeigt Schaltungen für die Erzeugung von Zeichen während des Druckens, für die Einstellung der richtigen Ladespannungen für die einzelnen Tintentropfen, um die Tropfen an der vorgesehenen Stelle auf dem Aufzeichnungsträger 7 abzusetzen und für das Einsetzen variabler Anzahlen von Schutztropfen zum Erreichen hoher Druckqualität. Zweck der Anordnung gemäss Fig. 6 ist das Eliminieren der Probleme, die im Zusammenhang mit den Fig. 4a, 4b und 4c sowie 5a, 5b und 5c besprochen worden sind.

Ein Zeichengenerator 78 und ein Schlitten-Steuerkreis 79 sind an eine Eingangsleitung 80 angeschlossen, über welche Druckbefehle eingegeben werden. In einem Schriftart-Speicher 81 sind die zu einer vorgewählten Schriftart gehörenden Zeichenbilder in codierter Form gespeichert. Ferner enthält dieser Speicher 81 noch Angaben über die Linienbreite, d. h. ob zwei oder drei Tropfen erforderlich sind, um Teile eines Zeichens darzustellen, über die Höhe der Zeichen, sowie Angaben über die mögliche Répétition des Überstreichens von Zeichen.

So sind beispielsweise verschiedene Spalten des «T» in den Fig. 5a-5c wiederholt überstreichbar, da sie in den Fuss- und Kopfpartien die gleichen Muster aufweisen. Wiederholt überstreichbare Teile kommen auch in andern Zeichen vor, die in dem Schriftart-Speicher 81 gespeichert sind.

Der Zeichengenerator 78 enthält Zeicheninformation von dem Schriftart-Speicher 81, die er dekomprimiert, indem er die urpsrüngliche Lauflängen-Codierung in einen seriellen Bitstrom umwandelt, dereinem Schieberegister 83 zugeführt wird, das die Bitpositionen 1-40 aufweist, die den vierzig Tropfenpositionen einer vertikalen Spalte der Zeichenmatrix entsprechen.

Während des Druckvorgangs werden die Bitströme, die den Tropfenfolgen für aufeinanderfolgende vertikale Spalten der Matrix zugeordnet sind, vom Zeichengenerator 78 in das Schieberegister 83 übertragen. Den einzelnen abzudruk-kenden Tropfen werden über eine Ausgangsleitung 85 eines Ladespannungsverstärkers 86 unterschiedliche Ladungen erteilt. Die unterschiedlich geladenen Tropfen werden bekanntlich in einem konstanten elektrischen Feld unterschiedlich abgelenkt und in einer bestimmten Position in einer vertikalen Spalte auf dem Aufzeichnungsträger abgesetzt. Zum Drucken nicht erforderliche Tropfen werden einer Auffangvorrichtung 53 (Fig. 3) zugeführt. Ausserdem werden verschiedene Anzahlen von Schutztropfen in den Tropfenstrom eingefügt, um die Vereinigung und das Streuen der Tropfen zu vermeiden.

Sobald das Muster der Tropfenfolge für eine vertikale Spalte in das Register 83 eingegeben ist, wird das Schieberegister beginnend mit der vierzigsten Stelle bis hinab zur ersten Stelle ausgelesen und die jedem Überstreichen einer vertikalen Spalte zugeordneten einzelnen Tropfen 1-40 werden dem Aufzeichnungsträger 7 bzw. der Auffangvorrichtung 53 zugeführt. Unter normalen Umständen könnte also das Schieberegister 83 zyklisch ausgelesen werden, um die Tropfen in einer jeden vertikalen Spalte auf dem Aufzeichnungsträger abzusetzen. Gemäss der vorliegenden Erfindung werden jedoch nach einem bereits erwähnten, vorbestimmten

Schema Schutztropfen für jedes der zum Abdruck kommenden schwarzen und weissen Segmente in den Tropfenstrom eingesetzt, was dadurch erfolgt, dass die Fortschaltung des Schieberegisters 83 vorübergehend unterbrochen wird, das Schieberegister also in einen Wartezustand versetzt wird.

Das wird dadurch erreicht, das das für jeden Tropfen normalerweise stattfindende, bekannte Verschieben der Information im Schieberegister und Fortschalten eines Tropfenpo-sitions-Zählers gesperrt wird, um die Formierung von Schutztropfen zwischen den durch die Information im Schieberegister 83 repräsentierten Tropfen zu gestatten. Wenn also die Schiebeimpulse für das Schieberegister 83 ausfallen, werden Schutztropfen gebildet, die in die Auffangvorrichtung 53 gelenkt werden, in der gleichen Weise wie nichtgeladene «weisse» Tropfen, die beim normalen Überstreichen der Positionen 1-40 der Zeichenmatrix anfallen.

Die Grösse der Ladung (oder gegebenenfalls das Fehlen der Ladung), die der Verstärker 86 liefert, wird durch ein Summier-Netzwerk 87 bestimmt, dessen Eingänge an verschiedene Digital/Analog-Wandler 90,91 und 92 angeschlossen sind. Der Wandler 90 liefert eine Grundspannung innerhalb eines Spannungsbereiches, der das Absetzen der zu druckenden Tropfen in die Tropfenpositionen 1 -40 gestattet. Der Wandler 91 liefert unter der Steuerung durch eine Verzögerungsschaltung 93 eine KorrekturgrÖsse an das Netzwerk 87, die der Kompensation der gegenseitigen Beeinflussung aufeinanderfolgenden Tropfen in einem Strom dient. Der Wandler 92 erhält ein Eingangssignal von einem Tabellenspeicher 95, in dem empirische Daten gespeichert sind, die eine KorrekturgrÖsse erzeugen, die den zwischen einzelnen Tropfen auftretenden Wirbeleffekt berücksichtigen, sowie die Längen der schwarzen und weissen Segmente und die Beziehungen zwischen den einzelnen Segmenten und zwischen den Tropfen innerhalb der Segmente.

Es gibt auch andere Möglichkeiten, die Grundspannung und die Korrekturgrössen zu kombinieren. So kann beispielsweise ein digitales Summier-Netzwerk verwendet werden, wobei die Umwandlung in ein Analogsignal dann in einem einzigen Digital/Analog-Wandler erfolgen kann.

Der Tabellenspeicher 95 liefert auf zwei Ausgangsleitungen Signale für die vier Zustände 0,1,2 und 3, die den entsprechenden Anzahlen von 0,1,2 und 3 Schutztropfen zugeordnet sind, die dem in Verbindung mit Fig. 2 diskutierten « 1032»-Muster zugeordnet sind. Die erwähnten beiden Ausgangsleitungen des Speichers 95 führen zu einer logischen Schaltung 100, die zum Einfügen der schwarzen Segmente vorgesehen ist.

Die logische Schaltung 100 ist ihrerseits an eine Steuerschaltung 101 angeschlossen. Das Ausgangssignal der Steuerschaltung 101 wird über eine Leitung 102,102a dem Schieberegister 83 und über die Leitung 102b dem Tropfenpositions-Zähler 96 zugeführt. Das Steuersignal auf der Leitung 102 verhindert die Fortschaltung des Schieberegisters 83 während einer Zeitspanne, die erforderlich ist, um die nötige Anzahl von Schutztropfen zu erzeugen, nämlich 0,1,2 oder 3, was durch die logische Schaltung 100 bestimmt wird. Das Schieberegister 83 und der Tropfenpositions-Zähler 96 sind daher während dieser Zeit praktisch abgeschaltet. Register 83 und Zähler 96 werden wieder in Gang gesetzt, sobald die Schutztropfen erzeugt worden sind.

Der Tabellenspeicher 95 erhält ein Eingangssignal von einem Dividier-Glied 97, das den Stand des Tropfen-positions-Zählers 96 durch zwei dividiert, von einem Anfangs-positions-Zähler 98 und einem Korrektur-Glied 99, sowie von den Stellen 2,3 und 4 des Schieberegisters 83, die den Ladezustand der Tropfen repräsentieren, die unmittelbar auf den zurzeit im Abdruck befindlichen Tropfen folgen. Eine Anzahl von Stellen des Schieberegisters 83 wird durch eine

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Leitung 105 überwacht und ihr Inhalt über eine Leitung 105a einer logischen Schaltung 106 zugeführt, die für die Einfügung weisser Segmente vorgesehen ist, sowie über eine Leitung 105 zu einer Beendigungsschaltung 108. Wie bereits erwähnt, ist es erforderlich, unter gewissen Umständen Schutztropfen auch in Verbindung mit weissen Segmenten

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vorzusehen. Das erfolgt unter Steuerung der logischen Schaltung 106, deren Ausgangssignal an die Steuerschaltung 101 übertragen wird, die ihrerseits das Schieberegister 83 und den Tropfenpositions-Zähler 96 über die Leitung 102 sperrt, um s die Erzeugung der erforderlichen Anzahl von Schutztropfen zu ermöglichen.

B

6 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren in Tintenstrahl-Druckern zum Einfügen von Schutztropfen in die zum Drucken von Zeichen oder Teilen von Zeichen bestimmten Tropfenfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei aufeinanderfolgende Tropfen der Tropfenfolge variable Anzahlen von Schutztropfen eingefügt werden, wobei die Anzahl der einzufügenden Schutztropfen von der Stellung der zum Drucken bestimmten Tropfen in den Tropfenfolgen abhängt.
2. 2. Tintenstrahl-Drucker zum Ausführen des Verfahrens nach Patentanspruch 1 mit Mitteln zum Erzeugen von Tropfen und zum selektiven Absetzen der Tropfen auf einem Aufzeichnungsträger zum Drucken, und mit Mitteln zum Gruppieren der Tropfen in Tropfenfolgen zum Bilden wenigstens von Teilen von Zeichen auf dem Aufzeichnungsträger, gekennzeichnet durch Mittel (83,100,101,106) zum Einfügen von variablen Anzahlen von Schutztropfen zwischen aufeinanderfolgende Tropfen der Tropfenfolgen.
3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei die genannten Tropfenfolgen mehr als fünf zum Drucken bestimmte Tropfen umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schutztropfen zwischen die ersten beiden Tropfen einer Tropfenfolge, kein Schutztropfen zwischen den zweiten und dritten Tropfen, drei Schutztropfen zwischen den dritten und vierten Tropfen, zwei Schutztropfen zwischen den vierten und fünften Tropfen, und ein Schutztropfen zwischen je zwei weitere, aufeinanderfolgende Tropfen eingefügt werden.
4. 4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die ersten beiden Tropfen einer Tropfenfolge so viele Schutztropfen eingefügt werden, dass eine Vereinigung der beiden Tropfen und des bzw. der Schutz-tropfen(s) erfolgt.
5. 5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die ersten beiden Tropfen einer Tropfenfolge ein Schutztropfen eingefügt wird, um die Vereinigung der Tropfen zu fördern.
6. 6. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei die Tropfenfolgen druckende, elektrisch geladene Tropfen für die schwarzen Segmente von Zeichen und ungeladene Tropfen für die weissen Segmente von Zeichen umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass für die ungeladenen Tropfen einer Tropfenfolge so viele Schutztropfen eingefügt werden, dass das Verhältnis der Anzahlen von ungeladenen Tropfen plus Schutztropfen dividiert durch die Anzahl von ungeladenen Tropfen im Bereich zwischen 1,5 und 1,67 liegt.
7. 7. Verfahren nach Patentansprch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei für das Drucken schwarzer Segmente von Zeichen bestimmte Tropfenfolgen so viele Schutztropfen eingefügt werden, dass die Summe von Schutztropfen plus gegebenenfalls vorhandenen ungeladenen Tropfen für die weissen Segmente wenigstens 5 beträgt.
8. 8. Tintenstrahl-Drucker nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einfügen von Schutztropfen ein Schieberegister (83) umfassen, dessen Speicherstellen jeweis die den Tropfenpositionen einer Koordinate der Zeichenmatrix zugeordnete Zeicheninformation enthalten, sowie Steuerschaltungen (100,101,106) zum Steuern der Tropfenfolgen für die weissen und schwarzen Segmente, und dass der Ausgang einer der Steuerschaltungen (101) an den Verschiebeimpulseingang des Schieberegisters (83) angeschlossen ist, das Ganze derart, dass die Verschiebung der Zeicheninformation im Schieberegister (83) durch die Steuerschaltungen (100,101,106) zwecks Einfügens von Schutztropfen unterbrochen werden kann.