DE2249618C2 - Anordnung zur Steuerung der Ablagerung von Flüssigkeitstropfen auf einem Aufzeichnungsträger - Google Patents

Description

; gen nebeneinander angeordnet Dies ermöglicht bei hin- der entsprechenden Düse 28 als auch mit der Bewcj_;i reichend weiter Auffächerung der Tropfenstrahlen quer gungsbahn der ausgestoßenen Tropfen fluchtet Ein t| zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers gege- konzentrischer Aufladering 32 ist im Abstand unterhalb |2 benenfalis bei entsprechender Staffelung der Baugrup- jeder Düse 28 an der Stelle angeordnet, wo der aus der |f pen 18, wie sie in F i g. 1 gezeigt sind, die simultane 5 Düse 28 austretende Flüssigkeitsstrahl in Tropfen zer- |i Erzeugung einer gesamten ZeichenzeUe. Der sich aus fällt; er dient der elektrostatischen Aufladung der ein- || der Ablenkung in zwei orthogonalen Koordinatenrich- zelnen Tropfen. Die Aufladung erfolgt dabei entspre-H! tungen ergebende Punktmatrix-Aufbau der Zeichen er- chend den einzelnen, jedem der Aufladeringe zugeführ-H möglicht auch bei kleinen, noch hinreichend geglätteten ten binären Aufladesignalen durch eine Informations-Il Zeichen hohe Druckgeschwindigkeiten. Die gleiche io steuervorrichtung, die später noch beschrieben wird.
Aufladung aller druckenden Tropfen und die allen Trop- Bei der zu beschreibenden Anordnung wird die AbIai| fenstrahlerzeugungseinrichtungen gemeinsamen beiden gerung nicht aufgeladener Tropfen auf dem bewegten y? Ablenkelektroden bedingen eine relativ einfache elek- Aufzeichnungsträger verhindert, während die wahlweiff tronische Steuerung. Weil nur unaufgeladene Tropfen se aufgeladenen Tropfen in zwei orthogonalen Richtunjä vom gemeinsamen Auffänger aufgenommen werden, 15 gen abgelenkt werden, bevor sie zu dem Aufzeich- ;| ergeben sich außerdem bei Ausfall der Tropfenaufla- nungsträger gelangen. Jeder der Tropfenerzeuger 20 dung keine unerwünschten Schwärzungen auf dem Auf- enthält ein erstes Paar Ablenkelektroden 34, die sich % zeichnungsträger. stromabwärts von dem Aufladering 32 beiderseits der si Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung bei- Bewegungsbahn der Tropfen in der Bewegungsrichtung ;·' spielshalber erläutert Es zeigt 20 des Aufzeichnungsträgers erstrecken. Das zwischen ih-F i g. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht nen erzeugte Feld lenkt, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, ; mehrere Tropfenerzeuger enthaltender Baugruppen, aufgeladene Tropfen in der X-Richtung quer zur Bewedie in Querrichtung zu einem bewegten Aufzeichnungs- gungsrichtung des Aufzeichnungsträgers ab. Jede Bauträger angeordnet sind, gruppe 18 weist auch ein zweites Paar parallel angeord-F i g. 2 einen Schnitt durch eine der in F i g. 1 darge- 25 neter Ablenkelektroden 36 auf, die sich quer zur Bewestellten Baugruppen, quer zur Bewegungsrichtung des gungsrichtung des Aufzeichnungsträgers über die ganze Aufzeichnungsträgers, Breite jeder Baugruppe 18 erstrecken. Wie aus F i g. 2 F i g. 3 einen Schnitt wie in F i g. 2, jedoch längs der ersichtlich ist, sind die Durchlässe 30 vorteilhafterweise Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers, und in seitlicher Richtung an der Stelle 38 erweitert, die F i g. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Punk'ra- 30 unmittelbar unterhalb der ersten Ablenkelektroden 34 sters, auf dem mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anord- und im Bereich der zweiten Elektroden 36 liegt Das nung Tropfen auf dem Aufzeichnungsträger abgelagert Feld, das zwischen den zweiten Elektroden 36 erzeugt werden können. wird, erstreckt sich im wesentlichen in Bewegungsrich-Ein Aufzeichnungsträger 10, z. B. ein Gewebe oder tung des Aufzeichnungsträgers; diese Richtung ist als Papier, wird von einer Walze 11 über einen Auflagetisch 35 Y-Richtung bezeichnet

12 und durch Antriebswalzen 13 zu einer Aufnahmewal- Die Aufladeringe 32 laden nur jene Tropfen auf, die ze 14 geführt. Die Antriebswalzen 13 werden kontinu- auf dem Aufzeichnungsträger 10 abgelagert werden solierlich von einem Motor 15 angetrieben. len. Die nicht aufgeladenen Tropfen bewegen sich auf Eine oder mehrere Baugruppen 18, von denen jede parallelen geradlinigen Bahnen durch den Durchlaß 3Ö mehrere einzelne Tropfenerzeuger 20 enthält (F i g. 2 40 und in eine zugehörige Auffangvorrichtung 40, die zwi- und 3), sind über dem Auflagetisch 12 parallel angeord- sehen dem Aufzeichnungsträger und der entsprechennct; jeder Tropfenerzeuger ist derart ausgeführt, damit den Baugruppe 18 angeordnet ist Andererseits wird er einen Flüssigkeitsstrahl ausstoßen kann, der in einzel- jeder aufgeladene Tropfen durch die Einwirkung der ne Tropfen zerfällt und somit einen Tropfenstrahl bildet Felder vom ersten und vom zweiten Ablenkelektroden-Falls gedruckt werden soll, ist die Flüssigkeit eine Tinte, 45 paar in zwei Richtungen abgelenkt, nämlich in der X-die jedem Tropfenerzeuger 20 aus einem Druckbehälter Richtung und in der Y-Richtung.
21 zugeführt wird. Andere Flüssigkeiten können zur Be- Nach F i g. 2 und F i g. 3 ist ein Ablenkgenerator 42 schichtung oder dergleichen verwendet werden. Die vorgesehen, der durch eine Leitung 43 an die ersten Tinte wird jeder der Baugruppen 18 vom Druckbehälter Ablenkelektroden 34 angeschlossen ist und der ein ge-21 durch eine Ausgangsleitung 22 und ein Filter 23 so- 50 meinsames, zyklisch veränderliches Ablenkfeld in der wie durch eine Sammelleitung 24 zugeführt Ein Ultra- X-Richtung, also quer zur Bewegungsbahn aller Tropschallvibrator 25 ist zwischen dem Druckbehälter 21 fen, erzeugt. Der Abtastgenerator 42 gibt ein Signal ab, ' und der Sammelleitung 24 angebracht (oder direkt an das einen treppenförmigen Verlauf hat.

die Baugruppe 18 angeschlossen), um auf die den Bau- Wie durch die Linien in F i g. 2 gezeigt ist, kann ein

gruppen 18 zugeführte Tinte Vibrationen zu übertra- 55 abgelenkter Tropfen eine von mehreren Flugbahnen

gen. abgelenkt von seiner ursprünglichen Flugrichtung in-

|ede Baugruppe 18 weist über einer Lochplatte 26 nerhalb einer Ebene durchlaufen, die parallel zu der

einen Durchlaß auf, dem die vibrierende und unter Auffangvorrichtung liegt. Das durch die Ablenkelektro-

Druck stehende Tinte zugeführt wird. Die Tinte wird den 34 erzeugte Ablenkfeld bewegt daher die Tropfen

durch mehrere kleine Düsen 28 getrieben (F i g. 2), so 60 in seitlicher Richtung, es kann jedoch ihr Aufprallen auf

daß mehrere feine Strahlen entstehen. Die durch den die Auffangvorrichtung 40 nicht verhindern.

Vibrator 25 verursachte Anregung bewirkt die Zerle- Die zweiten Ablenkelektroden 36 lenken die einzeln

gung aller ausgestoßenen Tintenstrahlen in gleichgroße aufgeladenen Tropfen in der Y-Richtung ab, was zur

und in gleichem Abstand aufeinanderfolgende Tropfen Folge hat, daß die Tropfen an der Kante der Auffang-

27, die sich auf parallelen Bahnen gegen den bewegten 65 vorrichtung 40 vorbeifallen. Ein aufgeladener Tropfen

Aufzeichnungsträger bewegen. gelangt dadurch auf den bewegten Aufzeichnungsträ-

Jeder Tropfenerzeuger 20 in den Baugruppen 18 ger 10 mit der durch die ersten Ablenkelektroden 34

weist einen vertikalen Durchlaß 30 auf. der sowohl mit bewirkten Ablenkung. Von einem weiteren Ablenkge-

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nerator 44 wird durch eine Leitung 45 an die zweiten gel durch die Ablenkelektroden 36 erzeugte Ablenkfeld, Ablenkelektroden 36 ein Potential angelegt, das ein stu- und er folgt dabei der ersten abgelenkten Bewegungsfenweise ansteigendes Ablenkfeld in der Y-Richtung er- bahn 50a in der Y-Richtung, um der Auffangvorrichtung zeugt, welches auf die bereits in der X-Richtung abge- 40 auszuweichen und um auf den Aufzeichnungsträger lenkten Tropfen so einwirkt, daß sie auf den Aufzeich- 5 10 zu gelangen. Die zweite Gruppe von fünf aufgeladennungsträgcr 10 gelangen. Einzelheiten über die Ablen- en Tropfen wird ebenfalls in der Y-Richtung abgelenkt, kung in der Y-Richtung werden anschließend noch ge- wobei die Intensität des durch die Ablenkelektroden 36 schildert. erzeugten Ablenkfeldes nun jedoch um eine Stufe ver-

In F i g. 1 ist ein Steuersystem 50 dargestellt, das vor- größert worden ist. Diese fünf Tropfen folgen daher der teilhafterweise einen elektronischen Computer mit Puf- 10 Bewegungsbahn, die mit 50b bezeichnet ist. Dieses Vorfereinheiten und einen Speicher enthält. Das Steuersy- gehen wird entsprechend bei jeweiliger Erhöhung der stern nimmt Eingangsdaten auf, die das aufzuzeichnende Ablenkintensität wiederholt, um die aufgeladenen Trop-Muster, den Text, das Bild o.dgl. bestimmen, und es er- fen sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung abzulenzeugt aus diesen Daten binäre Aufladesignale. Das elek- ken und dadurch alle erforderlichen Stellen des Punkltrische Kabel 33 verteilt dann diese Signale über Aus- 15 rasters zu überdecken.

gangsverstärker 52 und Leitungen 54 an die Aufladerin- Der Aufzeichnungsträger 10 kann mit einer Ge-

ge 32. Die Ausgangssignale des Steuersystems 50 müs- schwindigkeit bewegt werden, die wesentlich kleiner ist sen die an die Aufladeringe 32 angelegte Spannung Ie- als es der Frequenz der Y-Ablenkung entspricht; die diglich ein- oder ausschalten, um zu bestimmen, welche Bewegung des Aufzeichnungsträgers hat daher keinen Tropfen abgelenkt werden sollen. Falls ein Tropfen 20 nennenswerten Einfluß auf die Auftreffstellen der Tropnicht aufgeladen ist, wird er unbeeinflußt von den Ab- fen in der Y-Richtung. Falls von einer derart niedrigen lenkfeldern der Ablenkelektroden aufgefangen. konstanten Geschwindigkeit Gebrauch gemacht wird,

Das Steuersystem 50 stimmt auch die Ablenksignale, wird der Aufzeichnungsträger seinerseits vom Steuersydie durch die Ablenkgeneratoren 42 und 44 erzeugt stern bei einer vorgegebenen und konstanten Gewerden, den Ultraschallvibrator 25 und die Bewegung 25 schwindigkeit gesteuert. Es ist auch möglich, den Aufdes Aufzeichnungsträgers aufeinander ab, um die AbIa- zeichnungsträger 10 schrittweise zu bewegen, wobei gerung der Tropfen auf dem Aufzeichnungsträger zu dann bei Stillstand jeder der Tropfenerzeuger das ihm koordinieren. Eine Antriebssteuerung 56 steuert die Ge- zugeordnete Teilraster abdeckt; der Aufzeichnungsträschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers, und das Steu- ger wird dabei weiterbewegt, bevor eine Ablenkung zu ersystem 50 bringt diese Antriebssteuerung in Abstim- 30 einer weiteren Anfangszeile des Punktrasters erfolgt mung mit dem Vibrator 25, der den Zeitpunkt der Trop- Während dieser Zeit werden keine Tropfen aufgeladen, fenbildung (nach Frequenz und Phase) bestimmt, und so daß sie in die Auffangvorrichtung fallen, mit den von den Ablenkgeneratoren 42 und 44 erzeug- Es ist ersichtlich, daß diese Anordnung ohne weiteres

ten Ablenksignalen in Gang. als Zeilendrucker verwendbar ist, wobei die Information

Das Steuersystem 50 legt die vorbestimmte Position 35 für einzelne Buchstaben oder Symbole im Speicher des jedes auf dem Aufzeichnungsträger abzulagernden Computers eingespeichert wird, der ein Bestandteil des Tropfens fest. Die Tropfen aus jedem Tropfenerzeuger Steuersystems ist Die schrittweise Bewegung des Aufwerden, wenn sie nacheinander aufgeladen werden, in Zeichnungsträgers 10 kann ohne weiteres durch einen benachbarte Bewegungsbahnen abgelenkt, wenn sie das Schrittmotor oder ein numerisch gesteuertes Antriebsstufenweise anwachsende X-Ablenkfeld durchlaufen. 40 system durchgeführt werden, falls auf die Genauigkeit Dann werden sie noch einmal durch die Einwirkung des der Zeilenabstände ein besonderer Wert gelegt wird. Ablenkfeldes der Ablenkelektroden 36 abgelenkt.

Die Ablenkung der aufgeladenen Tropfen in der Y- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Richtung erfolgt durch das Ablenkfeld, das durch die
Ablenkelektroden 36 erzeugt wird, wie oben bereits er- 45
wähnt wurde. In diesem Feld werden sie einem stufenweise anwachsenden Ablenkpotential ausgesetzt, das
vom Ablenkgenerator 44 erzeugt wird. Zum Zwecke
der Darstellung ist ein 5 χ 5-Punktraster gezeigt in
dem die Tropfen so abgelagert sind, daß der Buchstabe 50
»M« dargestellt wird.

Der Ablenkgenerator 44 arbeitet mit der Zyklusfrequenz des Ablenkgenerators 42. Die Signalverläufe, die
in den Blöcken in Fig.3 gezeigt sind, stellen dieses
Prinzip dar. Für alle fünf Stufen im Ausgangssignal des 55
Ablenkgenerators 42 gibt der Ablenkgenerator 44 ein
Potential mit vorgegebenem Pegel ab. Für die nächsten
fünf Stufen des Ausgangssignals des Ablenkgenerators
42 nimmt das Ausgangspotential des Ablenkgenerators
44 den nächsthöheren Pegel an usw. 60

Falls das ganze Punktraster von F i g. 4 mit abgelagerten Tropfen ausgefüllt werden soll, werden alle 25
erzeugten Tropfen aufgeladen. Wenn die aufgeladenen
Tropfen dann durch das veränderliche Feld fallen, das
von den Ablenkelektroden 34 erzeugt wird, werden die 65
ersten fünf Tropfen in fünf benachbarte Bewegungsbahnen abgelenkt, die in Fig. 2 gezeigt sind. Jeder dieser fünf
Tropfen bewegt sich durch das mit dem niedrigsten Pe-

Claims (2)

1 2 das Auftreffen geladener Tropfen auf der Auffangvor- Patentansprüche: richtung verhindernden Ablenkelektroden bei Betrachtung in Richtung der Flugbahn der Tropfen unmittelbar

1. Anordnung zur Steuerung der Ablagerung von nach dem Aufladering angeordnet sind, während die die Flüssigkeitstropfen auf einem Aufzeichnungsträger 5 Auftreffposition der Tropfen auf dem Aufzcichnungv mit einer Tropfenstrahlerzeugungsvorrichtung, ei- träger bestimmenden Ablenkelektroden dahinter angener Ladevorrichtung zum elektrostatischen Aufla- ordnet sind, ergibt sich ein relativ geringer Abstand der den ausgewählter Tropfen, einem Ablenkelektro- weiteren Ablenkelektroden vom Aufzeichnungsträger, denpaar für aufgeladene Tropfen zu deren zykli- Dies hat zur Folge, daß nur relativ geringe Auslenkunschem Ablenken in einer gemeinsamen Ebene, einer io gen des Tropfens aus seiner geradlinigen Flugbahn verAuffangvorrichtung zum Auffangen der nicht aufge- ursacht werden können. Im übrigen arbeitet die bekannladenen Tropfen, einer Ablenkvorrichtung, die die te Anordnung mit einem einzigen Tropfenstrahl, was aufgeladenen Tropfen derart ablenkt, daß sie nicht ihre Einsatzmöglichkeiten und insbesondere die Anzahl auf die Auffangvorrichtung auftreffen, und einer der pro Zeiteinheit zu schreibenden Zeichen beträcht-Vorrichtung zum Transportieren des Aufzeich- 15 lieh einschränkt

nungsträgers in zeitlicher Beziehung mit der zykli- Aus der US-PS 32 98 030 ist eine Anordnung bekannt, sehen Ablenkung der aufgeladenen Tropfen, so daß bei der mehrere Tropfenstrahlgeneratoren in einer Reisich diese an vorbestimmten Matrixpunkten auf dem he angeordnet sind und mehrere parallele, sich in einer Aufzeichnungsträger ablagern, dadurch ge- gemeinsamen Ebene bewegende Tropfenstrahlen erkennzeichnet, daß die Tropfenstrahlerzeu- 20 zeugen. Für jeden Tropfenstrahl sind zwei A blenkelekgungsvorrichtung (22,25,18) mehrere parallele, sich troden vorgesehen, die die Strahlen in einer gemeinsain der gemeinsamen Ebene bewegende Tropfen- men Ebene auslenken. Bei dieser Anordnung sind jestrahlen erzeugt, daß für jeden Tropfenstrahl ein doch alle aus den Tropfenstrahlgeneratoren austreten-Paar der Ablenkelektroden (34,34a) vorgesehen ist, den Tropfen aufgeladen, wobei das jeweilige Ladepodas die aufgeladenen Tropfen mit einem stufenweise 25 tential von den auf dem Aufzeichnungsträger zu drukansteigenden ersten Ablenkfeld quer zur Transport- kenden Zeichen abhängt Die Ablenkelektroden erzeurichtung in der gemeinsamen Ebene ablenkt, daß die gen ein konstantes Ablenkfeld, in dem die Tropfen je Ablenkvorrichtung aus zwei für alle Tropfenstrahlen nach ihrem Ladepotential mehr oder weniger weit in gemeinsamen in Flugrichtung der Tropfen nachge- der gemeinsamen Ebene abgelenkt werden. Tropfen, die ordneten Ablenkelektroden (36,36a) besteht, die die 30 nicht auf den Aufzeichnungsträger gelangen sollen, aufgeladenen Tropfen (27) mit einem stufenweise müssen am stärksten aufgeladen werden, damit sie zu ansteigenden Ablenkfeld zyklisch bezüglich des er- einem seitlich ihres Ablenkelektrodenpaars angeordnesten Ablenkfeldes aus der gemeinsamen Ebene ab- ten Auffänger abgelenkt werden. Sollte das Ablenkfeld lenken, und daß die Auffangvorrichtung (40,40a) aus während des Betriebs kurzzeitig zusammenbrechen, einem gemeinsamen Auffänger besteht, der derart 35 dann gelangen auch Tropfen, die eigentlich in die Aufausgebildet und angeordnet ist, daß er alle Tropfen fangvorrichtung gelenkt werden sollten, auf den Aufauffängt, die nicht aus der gemeinsamen Ebene ab- zeichnungsträger und bewirken dort eine unerwünschte gelenkt sind. Schwärzung. Das Zusammenbrechen des Ablenkfeldes

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekenn- kann beispielsweise durch Kurzschlüsse zwischen den zeichnet, daß die gemeinsame Ebene senkrecht zur 40 Ablenkelektrodenpaaren hervorgerufen werden, was Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers (10) wegen der kleinen Abmessungen durch Ablagern unerverläuft wünschter Tintentröpfchen auf den Elektrodenflächen

während des Betriebs immer wieder vorkommt.

Aus der US-PS 35 60 64t ist eine Anordnung bekannt,

45 mit deren Hilfe die Ablagerung von Flüssigkeitstropfen auf einem Aufzeichnungsträger gesteuert werden kann.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung ge- Diese Anordnung enthält lediglich eine Art von Ablenk-

mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. elektroden, nämlich solche, die aufgeladene Tropfen so

Aus der CH-PS 4 96 999 ist eine solche Anordnung ablenken können, daß sie in eine Auffangvorrichtung

bekannt In dieser bekannten Anordnung wird mittels so fallen und nicht zum Aufzeichnungsträger gelangen,

einer Düse ein Tropfenstrahl erzeugt, aus dem ausge- Tropfen aus den Tropfenerzeugern können stets nur an

wählte Tropfen in einem Ladering aufgeladen werden eine genau senkrecht unter ihnen liegende Stelle auf

können. Nicht ausgewählte, also ungeladene Tropfen dem Aufzeichnungsträger auftreffen. Eine Ablenkung

bewegen sich unter dem Einfluß der Schwerkraft längs der Tropfen in Richtung der gemeinsamen Ebene, in der

einer solchen Bahn, daß sie auf eine Maske auftreffen 55 die Tropfenstrahlen liegen, ist bei dieser bekannten An-

und somit nicht zu einem Aufzeichnungsträger gelangen Ordnung nicht möglich, da hierzu die entsprechenden

können. Aufgeladene Tropfen werden dagegen von Elektroden fehlen.

zwei Ladeelektroden in eim Bahn gelenkt, die durch ein Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine AnFenster in der Maske, dann durch ein Loch in einer Ordnung der eingangs angegebenen Art so weiterzubil-Beschleunigungselektrode und anschließend durch zwei 60 den, daß bei einfachem konstruktivem Aufbau auch bei weitere Ablenkelektroden hindurch zum Aufzeich- stillstehendem Aufzeichnungsträger gleichzeitig in einungsträger führt. Die erstgenannten Ablenkelektroden ner Zeile mehrere aus Matrixpunkten aufgebaute haben also den Zweck, aufgeladene Tropfen an einer Druckzeichen rasch erzeugt werden können. Auffangvorrichtung vorbeizulenken, während mit Hilfe Erfindungsgemäß wird dies Aufgabe mit den im der weiteren Ablenkelektroden durch Erzeugen be- 65 Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen stimmter Ablenkpotentiale bestimmt werden kann, an Merkmalen gelöst.

welchem Punkt der jeweilige Tropfen auf den Aufzeich- Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind mehrere

nungsträger trifft. Da bei der bekannten Anordnung die kompakt bauende Tropfenstrahlerzeugungseinrichtun-