DE1910386A1 - Anordnung zur Darstellung von Informationen auf einem Aufzeichnungstraeger - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, -1910386

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

A. B. DICK COMPANY

5700 West Touhy Avenue, Chicago, 111. V. St. ν. Α.

Anordnung zur Darstellung von Informationen auf'einem Aufzeichnungsträger

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Darstellung von Informationen auf einem Aufzeichnungsträger mit Hilfe von Tintentropfen, die von einem an einem vibrierenden Rohr sich anschließenden Mundstück abgegeben werden und die nach Aufladung in einer Aufladeeinrichtung entsprechend von einer Bildsignalquelle abgegebenen informationstragenden Bildsignalen durch ein elektrisches leid geleitet werden, in welchem sie bei ihrer Bewegung zum Aufzeichnungsträger¹ entsprechend ihrer jeweiligen Ladung abgelenkt werden.

Es ist bereits eine Anordnung entwickelt worden, mit deren Hilfe eine Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsträger vorgenommen v/erden kann. Dabei wird auf dem Aufzeichnungsträger· eine Information dargestellt, die einem Bildsignal entspricht. Die Darstellung der Information erfolgt dadurch, daß ein Strom von Tintentropfen erzeugt wird, die auf den Aufzeichnungsträger gerichtet werden und dabei entsprechend

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BAD ORIßfNAt

dem Bildsignal abgelenkt werden, und zwar in einer solchen Weise, daß sie mit Erreichen des Aufzeichnungsträgers eine Darstellung der in den Bildsignalen enthaltenen Informationen bewirken. Für die Abgabe der Tintentropfen wird generell ein Tintenvorratsbehälter verwendet, in welchem die Tinte unter Druck steht. Der Tintenvorratsbehälter gibt seine Tinte an ein Rohr ab, an das sich ein Mundstück anschließt. Mittels eines elektromechanischen Wandlers werden das Rohr und das Mundstück in Vibration versetzt, und zwar bei einer geeigneten hohen Frequenz, bei der die Tinte aus dem Mundstück als Tintenstrom austritt, der kurz danach in einzelne Tropfen zerfällt.

Unmittelbar vor dem Bereich, in dem der Tintenstrom in einzelne Tropfen zerfällt, ist ein Auflade-Tunnel vorgesehen, durch den der Tintenstrom gerichtet ist. Dieser Auflade-Tunnel dient dazu, die Bildsignale auf die einzelnen Tropfen wirken zu lassen. In Stromabwärtsrichtung des Tunnels sind zwei Ablenkplatten vorgesehen, die auf einem festen Potential liegen. Das elektrische Feld zwischen diesen Platten wirkt auf die geladenen Tintentropfen derart, daß diese in einem Ausmaß abgelenkt werden, das durch die Größe der Ladung der Tropfen bestimmt ist. In Strömungsrichtung schließt sich an die Ablenkplatten normalerweise ein Mundstück oder eine Aufnahmeeinrichtung an, welche diejenigen Tropfen auffängt, die keine Ladung besitzen. Diese Tropfen werden zu einem Abfallbehälter hin geleitet. Ferner ist bei dieser Anordnung ein Aufzeichnungsträger vorgesehen, der dazu dient, die abgelenkten Tintentropfen aufzunehmen. Diese Tintentropfen bilden auf dem Aufzeichnungsträger den Bildsignalen entsprechende Bilder. Der Aufzeichnungsträger wird normalerweise synchron mit dem Wirksamwerden der Bildsignale auf die Tropfen fortbewegt.

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Bei der Durchführung des zuvor kurz beschriebenen Aufzeichnungs- bzw. Druckvorganges hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, einen Abstand von Tropfenmitte zu Tropfenmitte beizubehalten, der etwa fünfmal dem Durchmesser der Öffnung des Mundstückes entspricht, welche die einzelnen Tropfen bildet. Unter diesen Bedingungen liegen die Auswirkungen elektrischer Abstoßkräfte zwischen benachbarten Tropfen mit entsprechenden Ladungen in verträglichen Grenzen. Um einen derartigen Tropfenabstand beizubehalten, muß mit einem hohen Tinten-Speisedruck gearbeitet werden. Durch diese Maßnahme werden die Tropfen ziemlich groß, und. die Tropfen-Ablenkempfindlichkeit wird dadurch niedrig, und zwar zufolge der Zunahme der Tropfengeschwindigkeit.

Der Erfindung' liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Darstellung von Informationen zu schaffen, bei der die Auswirkungen der elektrischen Ladungsabstoßkräfte zwischen benachbarten Tropfen auf einen minimalen Wert herabgesetzt ist. Die neu zu schaffende Anordnung soll dabei den Tintenspeisedruck herabzusetzen gestatten. Ferner soll ein neues und verbessertes Tintentropfen-Auflade- und Drucksystem verwendet werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bildsignalquelle mit der die einzelneren Tintentropfen aufladenden Aufladeeinrichtung über eine Steuereinrichtung verbunden ist, die die aufeinanderfolgenden Tintentropfen in einer solchen Folge auflädt, daß/zwischen zwei aufeinanderfolgenden geladenen Tropfen zumindest ein nicht geladener Tropfen auftritt. Die jeweils nicht geladenen Tropfen stellen damit Sicherheitstropfen dar, die als Abschirmung zwischen

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Ladungstropfen wirken. Sie bewirken eine beträchtliche Herabsetzung der elektrischen Abstoßkräfte zwischen Ladungstropfen. ■.""■.-..

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. -

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung einer Tintentropfen-Aufzeichnung in bekannter Weise. . Fig. 2 veranschaulicht in einem Diagramm ein Hundstück-Steuersignal und Bildsignale bei Anwendung der Erfindung. Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zum Aufladen von Tropfen mit Hilfe von Bildsignalen und zur Bildung von Sicherheits-Tropfen.

Fig. 1 dient der Förderung des Verständnisses der Erfindung. In Fig. 1 ist schematisch eine bekannte Tintentropfen-Aufzeichnungsvorrichtung gezeigt. Diese Vorrichtung enthält einen Tintenbehälter 10, in dem die Tinte unter Druck gehalten wird. Ein Rohr 12 verbindet den Tintenbehälter mit einem Endmundstück 14. Mit Hilfe eines elektromechanischen Wandlers 16 wird normalerweise das Rohr und insbesondere das Mundstück in Vibration versetzt}und zwar in Abhängigkeit von den AusgangsSignalen einer Synchronisiersignal-Quelle 18. Nahe der Spitze des Mundstückes 14 wird die Tinte in Form eines kontinuierlichen Stromes 20 abgegeben. Dieser Tintenstrom 20 zerfällt jedoch kurz danach in Tropfen, wie die Tropfen 22. An der Stelle, an der der Tintenstrom beginntjin einzelne Tropfen sich aufzulösen, ist ein Auflade-Tunnel 26 vorgesehen, der aus einem leitenden Rohr besteht, das der Klarheit wegen geöffnet dargestellt ist. Dieses leitende Rohr 12 ist an den Ausgang einer Bildsignalquelle 24 angeschlossen. An diese Bildsignalquelle ist ferner der Auflade-Tunnel 26

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angeschlossen. Zufolge dieser Maßnahme nimmt jeder Tropfen 22 eine Ladung auf, deren Größe proportional dem zwischen dem Auflade-Tunnel 26 und dem Rohr 12 zu dem Zeitpunkt angelegten Bildsignal ist, zu dem der ,jeweilige Tropfen sich innerhalb des Rohres 26 von dem Tintenstrom löst.

Die aufgeladenen Tropfen setzen ihre Bewegung in Rieh·- · tung auf das sich bewegende Papier 36 fort. Bevor die geladenen Tropfen des Papier erreichen, gelangen sie zwischen zwei voneinander beabstandete parallele. Elektrodenplatten 30 und 32 hindurch, an die von einer Feldpotentialquelle 3^ her ein festes Potential angelegt ist. Die geladenen Tropfen gelangen somit in ein zwischen den Elektroden 30 und 32 herrschendes elektrisches Feld. Dadurch wird jeder Tropfen von derjenigen Bahn weg gelenkt, entlang der er sich bei Fehlen des elektrischen Feldes fortbewegen würde. Die Größe der Ablenkung ist durch die jeweilige Tropfenladung bestimmt. Für die Aufnahme von ladungsfreien Tropfen ist ein Aufnahmebehälter 38 vorgesehen, der die betreffenden Tropfen zu einem Abfall-Aufnahmebehälter 40 hin leitet. Bewegt sich das Papier 36 kontinuierlich, so wird auf ihm eine Linie dargestellt, deren Form bzw. Kurvenform durch die von der Bildsignalquelle abgegebenen" Signale bestimmt ist.

Mit Hilfe der zuvor betrachteten Vorrichtung können sowohl alphanumerische Zeichen als auch Linien oder Kurven dargestellt werden. Damit ist die jeweilige Aufzeichnung, auf dem Papier charakteristisch für die durch die Bildsignale übertragene Information.

Um die mit den von der Bildsignalquelle her empfangenen Signalen gelieferten Informationen genau reproduzieren zu

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können, ist es erforderlich, daß ein geladener Tropfen, der in das konstante elektrische Feld eintritt, nur durch die Wechselwirkung zwischen dem konstanten Feld und der Tropfenladung abgelenkt v/ird, nicht aber durch andere Faktoren. Einer der Faktoren, die in unerwünschter Weise eine Tropfenablenkung verursachen, ist die Wirkung auf einen Tropfen durch die Ladung auf einem vorangehenden oder nachfolgenden Tropfen. Es sei bemerkt, daß angesichts der Tatsache, daß sich die Ladungen mit der Amplitude des dem Auflade-Tunnel jeweils zu dem Zeitpunkt zugeführten Bildsignales, zu dem ein Tropfen gebildet wird, ändern und darüber hinaus jeder geladene Tropfen in sich und um sich herum ein elektrisches Feld besitzt, dessen Stärke durch die Größe der jeweiligen Ladung bestimmt ist, die Stelle, an der ein bestimmter geladener Tropfen auf das Papier geführt wird, nicht notwendigerweise wieder erreicht wird, und zwar auch wenn nachfolgende Tropfen Vollbesitzen
kommen die gleiche Ladung^ ihnen jeweils vorangehende und nachfolgende Tropfen jedoch unterschiedliche Ladungen besitzen.

Um zu verträglichen Auswirkungen der elektrischen Abstoßkräfte zwischen benachbarten Tropfen zu gelangen, hat sich ein großer Abstand zwischen benachbarten Tropfen als erforderlich erwiesen. Um einen derart großen Tropfenabstand beizubehalten, muß ein hoher Tinten-Speisedruck angewendet werden. Die Folge dieser Maßnahme ist, daß die Tropfen relativ groß werden und eine relativ hohe Geschwindigkeit besitzen. Dies führt dazu, daß das System eine schlechte Tropfen-Ablenkempfindlichkeit besitzt.

Anstatt einen großen Tropfenabstand beizubehalten, der die Stärke der Feldwirkung eines Tropfens auf einen anderen Tropfen zufolge des vergrößerten Abstands zwischen

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den Tropfen herabsetzt, werden gemäß der Erfindung zwischen den geladenen Tropfen Sicherheits-Tropfen vorgesehen. Diese Sicherheits-Tropfen sind ladungsfrei; sie wirken als Abschirmung zwischen den geladenen Tropfen. Zufolge dieser Maßnahme ergibt sich eine erhebliche Verringerung der Eigenschaft der Abstoßung geladener Tropfen. Demgemäß kann mit einem wesentlich niedrigeren Tintendruck gearbeitet werden. Dadurch werden kleinere Tintentröpfchen gebildet, die eine niedrigere Geschwindigkeit besitzen. Dies führt zu einer größeren Ablenkempfindlichkeit bei einer minimalen Bildverzerrung, und zwar auf Grund der Beseitigung des mit den Abstoßkräften geladener Tropfen verbundenen Problems. Darüber hinaus ergibt sich der überraschende Vorteil, daß die aerodynamischen Eigenschaften des Systems verbessert sind. Jeder Tropfen verläßt nämlich' in seinem Abstrom einen Turbulenzbereich, der eine gewisse Unsicherheit in der bestimmbaren Bahn eines folgenden Tropfens hervorruft, der in den Turbulenzbereich eintritt. Da die benutzten Sicherheits-Tropfen, die mit Eintritt in den Bereich des elektrischen Feldes wirksam sind, aus ihrer Stellung zwischen den geladenen Tropfen , die abgelenkt werden, herausgeleitet werden, ergibt sich, daß der Abstand zwischen den verbleibenden geladenen Tropfen vergrößert ist. Dadurch sind auch die Auswirkungen der Turbulenz wirksam beseitigt.

Fig. 2 veranschaulicht in einem Diagramm das Auftreten einer Reihe von Tropfen und Bildsignalen in erfindungsgemäßer: Weise. Die Tropfen sind / iireise 4-2,44,4-6,4-8 und 50 dargestellt. Ein mit 52 bezeichneter Signalzug stellt ein Synchronisiersignal dar, das dazu benutzt wird, das Mundstücken Vibrationen zu versetzen. Wie ersichtlich, wird während jeder Periode des Signalzuges ein Tropfen gebildet. Gemäß der Erfindung wird das Bildsignal nun in einer

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solchen Weise gesteuert, daß sichergestellt ist, daß jeder durch ein Bildsignal geladener Tropfen einem oder mehreren ladungsfreien Tropfen nachfolgt und vorangeht. Damit treten die einzelnen Signale des den Bildsignalzug darstellenden Signalzuges 54- lediglich mit der Bildung jedes zweiten Tropfens 4-2,4-6 und 50 auf. Die dazwischenliegenden Tropfen 44 und 48 besitzen keine Ladung und wirken als Sicherheits-Tropfen.

In Fig. 3 ist in einem Blockschaltbild eine Anordnung gezeigt, die Sicherheits-Tropfen abzugeben vermag. Um die Anordnung gemäß Fig. 1 durch die Anordnung gemäß Fig. 3 abzuändern,ist lediglich die Einführung eines Frequenzuntersetzers oder einer Zählerschaltung 56 und-eines Gatters 58 erforderlich. Um eine Untersetzung um den Faktor 2 für den Fall vorzunehmen, daß von den aufeinanderfolgenden Tropfen jeder zweite Tropfen geladen wird, wird als Frequenzuntersetzer 56 ein Flip-Flop verwendet. Das Flip-Flop wird auf ihm von der Signalquelle 18 her zugeführte Signale hin von seinem "Setz"-Zustand in seinen "Rücksteil"-Zustand umgesteuert. Einer der Ausgänge des Flip-Flops"wird zur Abgabe von Freigabe-Signalen für das Gatter 58 ausgenutzt. Sind dem Gatter 58 solche Freigabe-Signale zugeführt, so vermag das Gatter ihm von der Bildsignalquelle 24- her zugeführte Bildsignale zu übertragen. Da, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, das Mundstück während jeder Periode der von der Synchronisiersignalquelle 18 aufgenommenen Signale einen Tropfen bildet, so wird über das Gatter 58 ein Bildsignal mit Auftreten jedes zweiten gebildeten Tropfens übertragen. Durch die in der betrachteten Weise erfolgende Übertragung des Bildsignals über das Gatter tritt ein sehr geringer Informationsverlust auf,

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da ein großer Teil der Bildinformation in den Signalen redundant ist und die dargestellte Anordnung lediglich bewirkt, daß ein Teil der normalerweise vorhandenen Redundanz beseitigt wird.

Es sei bemerkt, daß ein Frequenzuntersetzer, der eine Frequenzuntersetzung um den Faktor drei vornimmt, zur Bildung jeweils zweier Sicherheits-Tropfen führt, durch die der Abschirmeffekt verbessert wird. Somit soll die Verwendung eines Flip-Flops als Frequenzuntersetzer lediglich als eine Möglichkeit betrachtet werden, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.

Zusammenfassend sei festgestellt, daß vorstehend ein verbessertes System zur Darstellung von Informationen mit Hilfe von Tintentropfen beschrieben worden ist, das mit einem niedrigeren Tintenspeisedruck und niedriger Tintentropf enges chwindigkeit arbeiten kann. Dies führt zu einer höheren Ablenkempfindlichkeit und zu einem nur schwachen Verspritzen der Tinte. Ferner können kleinere Tintentropfen mit größeren Auflade-Signalen beaufschlagt werden. Das beschriebene System zeichnet sich durch ein besseres aerodynamisches Verhalten aus.

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Claims (1)

1. Pat entanspr ü c h e

   Anordnung zur Darstellung von Informationen auf einem Aufzeichnungsträger mit Hilfe von. Tintentropfen, die von einem an einem vibrierenden Rohr sich, anschließenden Mundstück abgegeben werden und die nach Aufladung in einer Aufladeeinrichtung entsprechend von einer Bildsignalquelle abgegebenen informationstragenden Bildsignalen durch ein elektrisches Feld geleitet v/erden, in welchem sie bei ihrer Bewegung auf den Aufzeichnungsträger zu entsprechend ihrer jeweiligen Ladung abgelenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignalquelle (24-) mit der die einzelnen Tintentropfen aufladenden Aufladeeinrichtung (26) über eine Steuereinrichtung (56,58) verbunden ist, die die aufeinanderfolgenden Tintentropfen in einer solchen Folge auflädt, daß/zwischen zwei aufeinanderfolgenden geladenen Tropfen (4-2,46,50) zumindest ein nicht geladener Tropfen (44-,4S) auftritt.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Gatter (58) enthält, das im übertragungsfähigen Zustand Bildsignale von der Bildsignal quelle (24-) zu der Aufladeeinrichtung (26) hin überträgt, und daß eine Ansteuereinrichtung (56) vorgesehen ist, die solche das Gatter (58) in den übertragungsfähigen Zustand steuernde Steuersignale abgibt, daß mit Hilfe der Bildsignale nur jeder zweite Tropfen des Tropfenstromes aufladbar ist.

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   5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Synchronisiersignalquelle (18) vorgesehen ist, deren Synchronisiersignale zur Synchronisierung der Abgabe von Bildsignalen von der Bildsignalquelle (24) und zur Ansteuerung von Vibrationseinrichtungen (16) dienen, die das die Tinte abgebende Mundstück (14) in entsprechende Vibrationen versetzen, und daß die Ansteuereinrichtung (56) einen Frequenzuntersetzer enthält, der eingangsseitig an die Synchronisiersignalquelle (18) und ausgangsseitig an das Gatter (58) angeschlossen ist.

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