DE2221477A1 - Device for recording information by means of ink drops - Google Patents
Device for recording information by means of ink dropsInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2221477Patent attorneys Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2221477
Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
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V.St.A.V.St.A.
Einrichtung zur Aufzeichnung von Informationen mittels TintentropfenDevice for recording information by means of ink drops
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufzeichnung, von Informationen mittels aus einer mit vorbestimmter Frequenz und Phase vibrierenden Düse austretender Tinte, die durch eine mit Videoimpulsen angesteuerte Ladevorrichtung zur elektrischen Aufladung von Tintentropfen und danach durch ein elektrisches Ablenkfeld geführt wird.The invention relates to a device for recording Information by means of an ink emerging from a nozzle vibrating at a predetermined frequency and phase, which is passed through a Charging device controlled by video pulses for the electrical charging of ink drops and then by an electrical one Deflection field is guided.
In Einrichtungen dieser Art, die beispielsweise durch die US-Patentschrift 3 465 350 bekannt sind, wird eine leitfähige Flüssigkeit aus einer Düsenöffnung abgegeben, die mit vorbestimmter Geschwindigkeit und geeigneter Amplitude vibriert, so daß der aus ihr austretende Flüssigkeitsstrahl in gleichförmige Tropfen mit einer der Vibration entsprechenden Frequenz aufgeteilt wird. Über dem Bereich, in dem sich die Tropfen von dem Strahl abteilen, befindet sich üblicherweise eine Anordnung in Form eines Ladetunnels, die eine elektrostatische Aufladung der Tropfen bei ihrer Abtrennung vom Flüssigkeitsstrahl erzeugt. Um die Ladung auf die Tropfen aufzubringen,In devices of this type, known for example from US Pat. No. 3,465,350, a conductive Liquid dispensed from a nozzle opening that vibrates at a predetermined speed and suitable amplitude, so that the jet of liquid emerging from it turns into uniform drops with a frequency corresponding to the vibration is divided. An arrangement is usually located above the area in which the drops separate from the jet in the form of a charging tunnel, which creates an electrostatic charge of the drops when they are separated from the liquid jet generated. To put the charge on the drops
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muß das" Ladefeld während des Abtrennungsvorganges der Tropfen aufrecht erhalten werden. Um bestimmte Ladungen auf vorgegebene Tropfen aufzubringen, muß der Moment der Abtrennung des jeweiligen Tropfens bekannt sein. In den US-Patentschriften. 3 465 350 und J 465 351 sind Systeme zur Korrektur der Phase beschrieben, mit denen die Tintenströmung auf eine Zielfläche auftreffen muß, bevor sie zum Aufzeichnen einer Zeile Schriftzeichen weitergeleitet wird. Diese Systeme arbeiten zwar zufriedenstellend, es wäre jedoch günstiger, die Phasenkorrektur der Tropfen während der Aufzeichnungszeit durchzuführen, da während dieses Intervalls ein fehlerhafter Phasenzustand auftreten und bis zum Ende einer geschriebenen Zeile beibehalten v/erden könnte. Wenn die Phasenkorrektur im jeweils erforderlichen Moment durchgeführt werden kann, während der Schreibvorgang abläuft, so wird auch ein zur Phasenprüfung erforderlicher Zeitaufwand vermieden, so daß die Aufzeichnung schneller durchführbar ist.must be the "loading field during the process of separating the drops be maintained. In order to apply certain charges to given drops, the moment of separation of the respective drop be known. In the US patents. 3 465 350 and J 465 351 describe systems for correcting the phase with which the flow of ink onto a target surface must hit before they can record a line of characters is forwarded. Although these systems work satisfactorily, it would be more beneficial to use the phase correction of the drops during the recording time, since an erroneous phase state occurs during this interval and could be retained until the end of a written line. If the phase correction is necessary in each case Moment can be done while the write process expires, a phase test is also required Avoided expenditure of time, so that the recording can be carried out more quickly.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur Aufzeichnung von Informationen mittels Tintentropfen zu schaffen, bei der eine kontinuierliche Prüfung der Phasenkorrektur und eine Durchführung solcher Korrekturen während des Aufzeichnungsvorganges möglich ist.The object of the invention is to provide a device for recording information by means of ink drops, in which a continuous check of the phase correction and implementation of such corrections during the recording process is possible.
Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Anordnung zur Erzeugung eines Testimpulses unmittelbar vor und unmittelbar nach dem Intervall eines jeden Videoimpulses mit einer gegenüber der größten Videoimpulsamplitude größeren Testimpulsamplitude, der neben den Videoimpulsen der Ladevorrichtung zugeführt wird, durch eine in Richtung der Tintenströmung auf das Ablenkfeld folgende Auffangvorrichtung für proportional dem Testimpuls aufgeladene Tintentropfen und durch eine mit der Auffangvorrichtung steuerbare Schaltung zur Erzeugung von VibrationsSignalen mit zwei möglichen Phasen.A device of the type mentioned above is the solution this object according to the invention characterized by an arrangement for generating a test pulse immediately before and immediately after the interval of each video pulse with a greater than the largest video pulse amplitude Test pulse amplitude next to the video pulses from the charger is fed by a collecting device for following in the direction of the ink flow on the deflection field ink drops charged proportionally to the test pulse and by a circuit that can be controlled with the collecting device for generating vibration signals with two possible phases.
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Sin Ausfuhrungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:Sin exemplary embodiment of a device according to the invention is described below with reference to the figures. Show it:
Fig. 1 eine Blockdarstellung der Funktion einer Einrichtung nach der Erfindung und .1 shows a block diagram of the function of a device according to the invention and.
Fig. 2 eine Darstellung des Signalverlaufs der Testimpulse und der Videosignale.2 shows an illustration of the waveform of the test pulses and the video signals.
In Fig. 1 ist ein Blockbild eines Tintentropfen-Schreibsystems nach der Erfindung dargestellt, mit dem jederzeit eine Bestimmung möglich ist, ob die Tropfen ihre richtige Phasenlage relativ zu den Videosignalen aufweisen. Eine Videosignalquelle 10, die aufzuzeichnende Informationssignale liefert, ist mit einer Video-Aufbereitungsschaltung 12 verbunden. Diese setzt die Videosignale in Videoimpulse um, deren Amplitude den Punkt bestimmt, an dem ein Tropfen auf einem Aufzeichnungsträger abgelagert wird. Die Aufbereitungsschaltung 12ferandelt also die ihr zugeführten Videosignale λ solche Signale um, die die Aufladung einer Tintentropfenströmung steuern können, Auf diese Weise bewirken diese Signale eine Ablagerung eines Tropfenmusters auf dem Aufzeichnungsträger beispielsweise in Form eines Buchstabens, einer Zahl oder eines Signalverlaufs, so daß die Aufzeichnung eine Wiedergabe des Videosignals darstellt. Die Aufbereitungsschaltung 12 wird mit Taktimpulsen zur Taktung der Frequenz ihrer Ausgangssignale gesteuert, diese Taktimpulse sind von dem zweiten und dritten Zählschrittausgang eines Zählers 14 abgeleitet, der ein Faktor 4-Teiler ist. Dieser Zähler ist ein zyklischer Zähler, der durch Taktsignale einer Taktsignalquelle 16 gesteuert wird. Die Signale am zweiten und dritten Zählschrittausgang des Zählers 14 werden über ein ODER-Glied 18 der Aufbereitungsschaltung 12 als Taktsignale zugeführt. Diese Signale werden ferner einem ODER-Glied 20 zugeführt, dem ferner die Ausgangsimpulse der Aufbereitungsschaltung 12 zugeführt werden. 1 shows a block diagram of an ink drop writing system according to the invention, with which it is possible at any time to determine whether the drops have their correct phase position relative to the video signals. A video signal source 10, which supplies information signals to be recorded, is connected to a video editing circuit 12. This converts the video signals into video pulses, the amplitude of which determines the point at which a drop is deposited on a recording medium. The processing circuit 12 converts the video signals supplied to it λ to signals that can control the charging of a flow of ink droplets represents a reproduction of the video signal. The processing circuit 12 is controlled with clock pulses for clocking the frequency of its output signals, these clock pulses are derived from the second and third counting step output of a counter 14, which is a factor of 4. This counter is a cyclic counter which is controlled by clock signals from a clock signal source 16. The signals at the second and third counting step output of the counter 14 are fed via an OR element 18 to the processing circuit 12 as clock signals. These signals are also fed to an OR gate 20, to which the output pulses of the conditioning circuit 12 are also fed.
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Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 20 ist ein Impulszug mit dem in Fig. 2 gezeigten Verlauf. Der erste Zählschritt des Zählers 14 ist durch den Impuls 22 dargestellt. Während der beiden nächsteh Zahlintervalle tritt ein Videoimpuls 24 auf, dessen Amplitude durch die Videosignale bestimmt ist. Diese Amplitude ändert sich,r so daß damit unterschiedliche Ablenkungen der Tintentropfen erzeugt werden, wozu diese-proportional der Amplitude aufgeladen werden. Der letzte Impuls 26 mit hoher Amplitude entspricht dem letzten Zählschritt des Zählers 14. Es sei darauf hingewiesen, daß der erste und der letzte Zählschritt des Zählers 14 entsprechend den Impulsen 22 und 26 eine viel höhere Amplitude als die Videosignale 24 haben.The output signal of the OR gate 20 is a pulse train with the course shown in FIG. The first counting step of the counter 14 is represented by the pulse 22. During the next two numbering intervals, a video pulse 24 occurs, the amplitude of which is determined by the video signals. These amplitude changes, r so that thus different deflections of the ink droplets are produced, for which purpose these proportional-charged amplitude. The last high-amplitude pulse 26 corresponds to the last counting step of the counter 14. It should be noted that the first and last counting steps of the counter 14 corresponding to the pulses 22 and 26 have a much higher amplitude than the video signals 24.
Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 20 wird einem Videoverstärker 28 zugeführt, dessen Ausgangssignal auf einen Ladetunnel oder Ladering 30 geführt ist.The output of the OR gate 20 is fed to a video amplifier 28 supplied, the output signal of which is fed to a charging tunnel or charging ring 30.
Die Tinte wird aus einem Druckbehälter 32 einer Düse 34 zugeführt. Die Düse wird mit Taktfrequenzen durch einen abgestimmten Verstärker und eine.Treiberschaltung 36 in Vibration versetzt. Dadurch wird die Tinte in Form einer Strömung 38 aus der Düse 34 ausgegeben, innerhalb der Strömung werden Tropfen 40 im Ladetunnel 30 gebildet. Die Strömung wird durch den ihr von dem Druckbehälter zugeführten Druck aus dem Tunnel austreten und gelangt dann zwischen zwei Platten 42 und 44 hindurch auf den Aufzeichnungsträger 48. Die Platten führen eine Spannung, die durch eine Hochspannungsquelle 46 erzeugt wird. Die geladenen Tropfen werden dadurch durch ein elektrisches Feld zwischen den beiden Platten geführt und entsprechend der Amplitude der Ladung, die auf sie innerhalb des Ringes 30 aufgebracht wurde, abgelenkt. Dann fallen sie auf einen Aufzeichnungsträger 48 an einer Stelle, die durch die Ablenkung der Tropfen während ihres Durchganges durch das Feld zwischen den beiden Platten 42 und 44 bestimmt ist. Die-The ink is supplied from a pressure vessel 32 to a nozzle 34. The nozzle is vibrated at clock frequencies by a tuned amplifier and driver circuit 36 offset. As a result, the ink is discharged from the nozzle 34 in the form of a flow 38, within which flow will be Drops 40 formed in the loading tunnel 30. The flow is released from the tunnel by the pressure supplied to it by the pressure vessel exit and then pass between two disks 42 and 44 onto the recording medium 48. The disks lead a voltage generated by a high voltage source 46. The charged drops are thereby through a electric field passed between the two plates and corresponding to the amplitude of the charge on them within of the ring 30 was applied, deflected. Then they fall onto a recording medium 48 at a point that passes through the deflection of the drops during their passage through the field between the two plates 42 and 44 is determined. The-
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jenigen Tropfen, die zur Aufzeichnung nicht verwendet werden, gelangen in einen Sammelbehälter 50.those drops that are not used for recording, enter a collecting container 50.
Aus Fig, 2 ist zu ersehen, daß der jeweilige Tropfen zur richtigen Aufladung im Tunnel 30 während des Intervalls gebildet werden sollte, in dem der Videoimpuls dem Tunnel 30 zugeführt wird. Dies ist in Fig. 2 durch die Videoperiode dargestellt. Die Zeit, zu der der Tropfen gebildet wird, oder genauer das Intervall der Troptfenabtrennung innerhalb des Tunnels, ist nicht unbedingt festgelegt, sondern kann innerhalb eines Intervalls liegen, das in Fig. 2 als Tropfenperiode bezeichnet ist. Jeder Tropfen, der innerhalb des Intervalls des Testimpulses 26 gebildet "wird, empfängt keine Videoimpulsladung und geht für den Schreibvorgang verloren.From Fig, 2 it can be seen that the respective drop to the correct Charge should be formed in tunnel 30 during the interval in which the video pulse is delivered to tunnel 30 will. This is illustrated in Figure 2 by the video period. The time the drop is formed, or more precisely that Interval of droplet separation within the tunnel is not necessarily fixed, but can be within an interval lie, which is designated in Fig. 2 as the drop period. Any drop that is within the test pulse interval 26 "is formed" does not receive any video pulse charge and is lost for writing.
Das Intervall der Tropfenbildung ist eine Funktion der Frequenz und der Phase, mit der die Düse 34 vibriert. Diese Größen sind wiederum durch die Frequenz "und die Phase eines Signals bestimmt, das die Treiberschaltung 36 steuert. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß bei einer Bildung von Tropfen mit fehlerhafter Phase die danach gebildeten Tropfen außer Phase sind, bis die Treiberschaltung wieder Signale liefert, die mit den Videosignalen in Phase sind.The interval of drop formation is a function of the frequency and phase at which the nozzle 34 vibrates. These sizes are in turn determined by the frequency "and the phase of a signal, which controls the driver circuit 36. It should also be noted that when drops are formed with defective phase, the droplets formed thereafter are out of phase until the driver circuit again delivers signals that are in phase with the video signals.
Die Anordnung zur Phasenkorrektur nach der Erfindung besteht aus zwei Elektroden 52 und 54, die zwischen dem Aufzeichnungsträger 48 und, den Ablenkplatten 42 und 44 angeordne^feind und auf den Ablenkbereich solcher Tropfen ausgerichtet sind, die durch einen der Testimpulse 22 und 26 aufgeladen wurden. Diese Tropfen sind sehr stark aufgeladen, und zwar stärker als durch die Videoimpulse mit höchstmöglicher Amplitude. Die Elektroden 52 und 54 sind so nahe beieinander angeordnet, daß sie durch solche aufgeladenen Tropfen überbrückt werden. Die Elektrode 52 ist geerdet, die Elektrode 54 ist mit einem Transistorschalter 56 verbunden. Wird ein geladener Tropfen ais leit-The arrangement for phase correction according to the invention exists of two electrodes 52 and 54, which are arranged between the recording medium 48 and, the deflection plates 42 and 44 and are arranged are aligned with the deflection area of those drops that have been charged by one of the test pulses 22 and 26. These Drops are very strongly charged, and more so than by the video impulses with the highest possible amplitude. The electrodes 52 and 54 are arranged so close to one another that they are bridged by such charged drops. The electrode 52 is grounded, the electrode 54 is connected to a transistor switch 56. If a charged drop is used as a
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fähiger Tinte zwischen die beiden Elektroden 52 und 54 gebracht, so wird die Basis des Transistorschalters 56 momentan geerdet, so daß ein Impulssignal einem Impulsformer und Verstärker 53 zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieser Schaltung steuert eine Flip-Flop-Schaltung 60.capable ink placed between the two electrodes 52 and 54, thus the base of transistor switch 56 is momentarily grounded so that a pulse signal is sent to a pulse shaper and amplifier 53 is fed. The output signal of this circuit controls a flip-flop circuit 60.
Der Ausgang Q der Flip-Flop-Schaltung 60 ist mit einem NAND-Glied 62 verbunden. Der Ausgang Q der Flip-Flop-Schaltung ist mit einem TCAND-Glied 64 verbunden. Dieses wird aufgesteuert und leitet die Taktimpulse des Ausgangssignals des ODER-Gliedes 18 weiter, wenn ein Eingangssignal Q vorliegt. Diese Taktimpulse werden ferner einem NAND-Glied 66 zugeführt, das als Inverter arbeitet. Bei Vorhandensein eines Ausgangssignals Q am Flip-Flop 6o wird das NAND-Glied 62 aufgesteuert und leitet das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 68 weiter, wenn ein dem vierten Zählschritt des Zählers 14 entsprechendes Signal auftritt.The output Q of the flip-flop circuit 60 is connected to a NAND gate 62 connected. The output Q of the flip-flop circuit is connected to a TCAND element 64. This is turned on and forwards the clock pulses of the output signal of the OR gate 18 when an input signal Q is present. These clock pulses are also fed to a NAND gate 66 which operates as an inverter. If there is an output signal Q at the flip-flop 6o the NAND gate 62 is turned on and conducts the output signal of the NAND gate 68 continues when a signal corresponding to the fourth counting step of the counter 14 occurs.
Die Ausgangssignale der NAND-Glieder 62 und 64 werden einem NAND-Glied 66 zugeführt. Sein Ausgangssignal besteht entweder aus Impulsen des NAND-Gliedes 62 oder aus Impulsen des NAND-Gliedes 64. Es liefert also entweder Taktimpulse in Phase mit den durch die Zählschritte 2 und 3 des Zählers 14 erzeugten Taktimpulsen oder Taktimpulse außer Phase mit den durch die Zählschritte 2 und 3 des Zählers 14 erzeugten Taktimpulsen. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 66 steuert den abgestimmten Verstärker 36, mit dem wiederum die Düse 34 angetrieben wird.The outputs of the NAND gates 62 and 64 become one NAND gate 66 supplied. Its output signal consists either of pulses from the NAND gate 62 or from pulses from the NAND gate 64. It either delivers clock pulses in phase with those generated by counting steps 2 and 3 of counter 14 Clock pulses or clock pulses out of phase with the clock pulses generated by counting steps 2 and 3 of the counter 14. The output signal of the NAND gate 66 controls the tuned amplifier 36, which in turn drives the nozzle 34 will.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß bei einer Tropfenbildung während des Videosignalintervalls die Düse 34 mit der richtigen Phase und Frequenz vibriert und keine Änderung des den Treiberverstärker 36 steuernden Signals erzeugt wird. Wird ein Tropfen in einem Intervall außerhalb des Videoimpulsintervalle s erzeugt, so empfängt er eine Ladung mitFrom the foregoing description it is apparent that if a drop is formed during the video signal interval, the nozzle 34 vibrates at the correct phase and frequency and does not produce any change in the signal controlling driver amplifier 36 will. If a drop is generated in an interval outside the video pulse interval s, it also receives a charge
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hoher Amplitude durch einen Te st impuls und aktiviert somit das "beschriebene Schalt syst em, wodurch eine Phasenverschiebung einer halben Tropfenperiode von 180° erzeugt und der Treiberverstärker 36 entsprechend angesteuert wird. Dadurch werden die danach erzeugten Tropfen in Phase mit den Videoladesignalen gebracht.high amplitude by a test pulse and thus activated the "described switching syst em, creating a phase shift half a drop period of 180 ° and the driver amplifier 36 is controlled accordingly. Through this the drops generated thereafter become in phase with the video load signals brought.
Falls erwünscht, können die Elektroden 52 und 54 von einem Tropfen befreit werden, indem die Elektrode 52 etwas porös ist und eine Vakuumpumpe 53 an ihre Rückseite angeschlossen wird, die einen überbrückenden Tintentropfen absaugt.If desired, the electrodes 52 and 54 can be freed from a drop by making the electrode 52 somewhat porous and a vacuum pump 53 is connected to its rear side, which sucks a bridging drop of ink.
Das vorstehend beschriebene System korrigiert die Phase, mit der Tintentropfen erzeugt werden, zu jedem beliebigen Zeitpunkt während des Aufzeichnungsintervalls, es ist keine besondere Zeit zur Phasenprüfung mit fehlerhafter Phase erzeugter Tropfen erforderlich. Das System kann mit stationären und beweglichen Schreibköpfen verwendet werden, da eine dauernde Phasenüberprüfung stattfindet. Somit ergibt sich insgesamt eine gleichmäßigere, schärfere und originalgetreuere Aufzeichnungsqualität, verbunden mit gegenüber bekannten Anordnungen wirtschaftlicherer Arbeitsweise.The system described above corrects the phase with which ink drops are generated at any point in time during the recording interval, there is no special time to phase check generated drops with defective phase necessary. The system can be used with stationary and mobile print heads, as a continuous live check takes place. Overall, this results in a more uniform, sharper and more faithful recording quality, combined with a more economical mode of operation compared to known arrangements.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| GB1392656A (en) | 1975-04-30 |
| CA956361A (en) | 1974-10-15 |
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| DE2221477C3 (en) | 1973-12-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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