DE2361297C2 - Tintenstrahldruckeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einer im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art einer Tintenstrahldruckeinrichtung aus.

Durch die DE-OS 19 50 430 ist es bekannt, mittels eines Tintenstrahldruckkopfes Zeichen aus Rasterpunkten innerhalb einer vorgegebenen Anzahl von Rasterspalten zu erzeugen, indem zwischen dem Druckkopf und einem Aufnahmemedium eine Relativbewegung senkrecht zu den genannten Rasterspalten erfolgt.

Durch die DE-OS 19 20 824 ist ein speichergestcuerter. Typenhebeldruckwerk bekannt, bei dem der Druckkopf bei seriellem Druck nach einem gedruckten Zeichen erst nach Zurücklegung eines Bremsweges zur Ruhe kommt und bei Wiederaufnahme des Schreibbetriebes in Gegenrichtung bis über die Druckstelle hinaus zurückgefahren wird, so daß er zum Zeitpunkt des Abdruckes wieder seine normale Vorschubgeschwindigkeit erreicht hat. Für die Steuerung des Bewegungsablaufes sind Codiereinrichtungen vorgesehen.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tintenstrahldruckeinrichtung so zu gestalten, daß sie wahlweise zwei unterschiedliche Druckarten ausführen kann, nämlich einerseits eine Zeile kontinuierlich ausdrucken kann oder andererseits serial nach Zeichen drucken kann, wobei mit beiden Druckarten einehohe Druckqualität erreicht werden soll.

Weitere Merkmale der Erfindung sind dem Unteranspruch zu entnehmen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

F i g. i ein Drucksystem, bestehend aus einem Tintenstrahldrucker und einer mit demselben verbundenen M agnetkarteneinheit,

F i g. 2a Diagramme von bei dem Drucksystem der F i g. 1 auftretenden Impulsen zusammen mit Bewegungsabläufen des Druckkopfwagens, Fig. 2b ein Diagramm der den linken Rand charakterisierenden Impulse,

F i g. 3 eine für die Steuerung der Tropfenbildung und Aufladung vorgesehenes Grob- und Feinraster mit der hierfür notwendigen Schaltung,

Fig.4a ein Blockdiagramm eines in dem Drucksystem der F ig. 1 verwendbaren Tintenstrahldruckers,

Fig.4b ein Blockdiagramm zur Veranschauiichung einiger im Drucker auftretenden mechanischen Signale, F i g. 5 den Aufbau eines Tintenstrahldruckkopfes mit der zugeordneten Rastersteuerung,

F i g. 6 eine das Raster der F i g. 5 abfühlende Abfühleinrichtung,

F i g. 7 Antriebsmechanismen für die Erzeugung der Tabulierbewegung des Druckkopfwagens und seiner Rücklaufbewegung,

F i g. 8 ein Mechanismus zum Starten vor dem Druck eines jeden Zeichens und

F i g. 9 eine Draufsicht auf den Antriebsmechanismus des in F i g. 1 dargestellten Druckers und einiger in F i g. 7 gezeigter Bauelemente.

Das Drucksystem der F i g. 1 zeigt einen in der Schreibmaschine 1 eingebauten Tintenstrahldrucker und eine mit derselben verbundene Magnetkarteneinheit 2. Wie aus F i g. 4a hervorgeht, kann anstelle der Magnetkarteneinheit 2 auch jeder andere Speicher verwendet werden. Die Schreibmaschine 1 ist mit der Tastatur 3 ausgerüstet und weist den Tintenstrahldruckkopf 4 auf, der vor dem Aufzeichnungsträger 7 in Zeilcnrichtung hin- und herbewegbar ist. Der Tintenstrahldruckkopf 4 besitzt eine Tintenstrahldüse und ein mit derselben in Verbindung stehendes Steuerraster 8, das unterteilt ist in ein oberes Spaltenraster und ein unteres Zeichenraster, wie genauer aus F i g. 3 hervorgeht. Die Schreibmaschine 1 ist mit verschiedenen Steuerknöpfen 10,11,12,13 für automatisches Zeilen-, Wort- und Zeichendrucken ausgestattet. Andere Druckknöpfe 15 bis 18 sind für die Auswahlart, d. h. für Zeilendruck oder Zeichendruck, Rücklauf, justierung, Zeilensprung und weiteres vorgesehen. Die Magnetkarteneinheit 2 weist den Ladeschlitz 25, den Spuranzeiger 26, den Kartenauswurfknopf 27, den Spurabwärtsknopf 28 und den Spuraufwärtsknopf 29 für die Einstellung des Magnetkopfes auf die verschiedenen Spuren der Karte auf.

Die Schreibmaschine 1 besitzt den linken Randschalter 30, den Wagenrückführschalter 31 und den rechten Randschalter 32.

F i g. 2a veranschaulicht verschiedene Bewegungsabläufe innerhalb des Drucksystems der Fig. 1 während der Bewegung des Tintenstrahldruckkopfes 4 entlang b5 dem Aufzeichnungsträger 7, während F i g. 3 die Schallung zur Gewinnung von Impulsen aus dem Fein- und Grobraster 8 darstellt. Fig.2b veranschaulicht ein linkes Randsignal 61, dessen Teil 61a das Geschlosscnsein

des linken Randschalters 30 darstellt, dessen Teil 61 b das Schalten des linken Randschalters 30 und dessen Teil 61c die Druckzone darstellt Das linke Randsignal 61 wird mit dem Zeichensignal 62 vom Teil %b des Rasters 8 kombiniert, um den Druck des ersten Zeichens zu steuern. Der Teil 62a zeigt das Weiterbewegen über das Raster bei schrittweisem Druck.

Wenn der Knopf 15 sich in seiner den Zeilendruck veranlassenden Stellung befindet, bewegt sich der Tintenstrahldruckkop/ 4 vom linken Randschalter 30 entlang dem Aufzeichnungsträger? nach rechts, um Zeichen kontinuierlichaufeinanderfolgend zudrücken. Am Endeeiner jeden Zeile wird ein Wagenrücklauf ausgeführt durch den rechten Randschalter 32 (F i g. 1) oder als Ergebnis eines Zeilendecodes, der von der Datenquelle erhalten wird, worauf der Tintenstrahldruckkopf 4sich bis unter den linken Randschalter30zurückbewegi.

Am Tintenstrahldruckkopf 4 ist dem Raster 8 benachbart ein Abfühler, wie beispielsweise einer in Fig.6 dargestellt ist, befestigt. Dieser weist das Gehäuse 37 auf, welches die Lampe 38 enthält, die einen Lichtstrahl durch das Raster 8 hindurch auf die Spiegeiiinse 34 richtet. Das reflektierte Licht trifft danach auf den Spiegel

35 auf, der es um 90° ablenkt und auf den Phoieabfühler

36 richtet, der in der Fig.2a dargestellte feine oder grobe Rasterimpulse erzeugt. Der in F i g. 6 dargestellte Abfühler ist normalerweise in dem Tintenstrahldruckkopf 4 angeordnet, um die zwei Arten von Markierungen des Rasters 8 abzulesen.

Der Tintenstrahldruckkopf 4 (F i g. 5) besitzt die Pumpe 40, die Tinte aus einer Tintenvorratsleitung 41 auf Anforderung gegen den erregten Kristall 42 richtet, d. h. es wird eine hohe Impulsfrequenz erzeugt. Der Kristall 42 wird beispielsweise mit 100 KHz beaufschlagt. Die Düse 43 stößt Tintentropfen aus, welche die Ladeelektrode 44 für ein unterschiedliches Aufladen in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal eines Ladeverstärkers passieren, um eine Ablenkung der Tropfen innerhalb einer Spalte zu erzielen, von einer Größe, die der Höhenposition eines Tropfens innerhalb eines gegebenen Zeichens entspricht. Wie veranschaulicht, ist der Buchstabe »5«50 aus einer Anzahl vertikaler Spalten 51 zusammengesetzt. Der Druck erfolgt derart, daß eine Folge von Tintentropfen diese vertikalen Spalten herstellt, wobei jede Spalte eine Mehrzahl von Tropfen enthält, beispielsweise 40, die von der Düse 43 gegen den Aufzeichnungsträger 7 ausgestoßen werden. Wenn die Tintentropfen für den Druck nicht erforderlich sind, werden dieselben gegen die Tintenauffangblende 53 gerichtet, von wo sie übr»r die Leitung 54 wieder in den Tintenvorratsbehälter zurückgeführt werden. Ein Paar Ablenkplatten 60,61 ist im Bewegungsweg der die Ladeelektrode 44 verlassenden Tintentropfen angeordnet. An die Platten 60, 61 ist eine konstante Hochspannung angelegt, wodurch im Zusammenspiel mit der unterschiedlichen Ladung auf den einzelnen Tropfen die Ablenkgröße der Tropfen bestimmt wird. Das Raster 8a ist beispielsweise horizontal statt vertikal, wie in F i g. I gezeigt, dargestellt, jedoch ist seine Lage frei wählbar.

Wie gezeigt, sind die einzelnen Zeichen innerhalb eines Zeiehenfeldes angeordnet, das beispielsweise 40 Tropfenpositionen in der Höhe und 24 Tropfenpositionen in der Breite groß ist. Das bedeutet, daß das Zeichenfeld 24 Spalten breit ist.

Wird angenommen, daß die Schreibmaschine 1 auf Zeilendruck geschaltet ist und das Drucksysiem nach der Umspielmethode ?rbeitet, ergibt sich eine entsprechende Lage der Karte innerhalb der Magnetkarteneinheit 2, wobei Signale der Schreibmaschine 1 geliefert werden, um den Druck der Zeichen zu bestimmen. Während eines Zeilendruckes verläßt der Tintenstrahldruchkopf 4 den linken Rand, wodurch die dem linken Rand zugeordnete bistabile Kippschaltung 70 (F i g. 3) in ihren Ein-Zustand geschaltet wird. Das Ausgangssignal dieser Schaltung zeigt »Drucken« an und wird über die Leitung 71 der UND-Schaltung 72 zugeführt und verbleibt in ihrem oberen Pegel, bis ein Zeilenendesignal von der

ίο Magnetkarteneinheit 2 über die Leitung 75 empfangen wird. Der Tintenstrahldruckkopf 4 bewegt sich neben dem Raster d. wodurch von den Verstärkern 80, 81 durch die entsprechenden Teile 8a und Sb des Rasters 8 Signale erzeugt werden. Um verschiedene Drucksii.uationen zu erfassen, weist der Teil 8a des Rasters 8 Markierungen auf, welche die einzelnen Spalten eines einzelnen Zeichens wiedergeben. In dem dargestellten Fall sind im Teil 8a pro 25,4 mm 240 Spahenlinien angeordnet Während einer Zeilenbestreichmethode wird der Teil Sb des Rasters nicht verwendet. Der Verstärker 81 wird durch ein Signal auf der Leitiv> 82 gesperrt und die bistabile Kippschaltung S3 wird duver ein Signal auf der Leitung 83 in ihren Ein-Zustand gebracht und am Ende eines Zeichens durch ein Signal auf der Leitung 84 in ihren Aus-Zustand gebracht. Die Zeichenlage und -breite wird genau durch den Zeichengenerator 130 (Fig.4a) bestimmt, um, wenn gewünscht, die Zeichen mit proportionalem Abstand zu erzeugen. Es ist vorteilhaft, daß es nicht erforderlich ist, die Geschwindigkeit

jo des Tintenstrahldruckkopfes 4 konstant zu halten.

Der Teil Sb des Rasters 8 hat Linien eingraviert, um jede Zeichenstellung anzuzeigen, welche der Tintenstrahldruckkopf 4 bei seiner Bewegung vor dem Aufzeichnungsträger 7 einnimmt.

Das in den Ein-Zustand-Bringen der bistabilen Kippschaltung 85 in Verbindung mit der UND-Schaltung 72 erzeugt ein Durchschleusen eines Eingangssignals für die UND-Schaltung 87 über die Leitung 86. Der andere Eingang kommt vom Verstärker 80, wenn jede feine Markierung im Teil 8a des Rasters 8 abgefühit wird. Daraufhin wird der Sägezahngenerator 90 aktiviert, um über die Leitung 91 dem Ladeverstärker 92 ein Signal zuzuführen, welches die Ladeelektroden 44, wie weiter oben in Verbindung mit F i g. 5 erklärt, beaufschlagt.

Wie gezeigt, bestimmt die Ladung der !,adeelektroden 44, an welcher Tropfenposition ein Tropfen ankommen wird innerhalb einer gegebenen Tropfenspalte eines Zeichenfeldes. Wenn kein Tropfen erforderlich ist, wird derselbe in die Tintenauffangblende 53 geleitet. Ein Blanksignal auf der Leitung 93 zum Verstärker 92 ergibt keine Ladung des Tropfens, wodurch er in der Tintenauffangblende 53 auftrifft. Ein Nicht-Blank-Signal auf der Leitung 93 befähigt den Ladeverstärker 92, den zu dieser Zeit von der Düse 43 ausgestoßenen Tropfen mit einer Spannung aufzuladen, die kennzeichnend ist für die Tropfenposition auf dem Aufzeichnungst! äger 7.

In Fig.2a sind einige Zustände, die während eines schrittweisen Drückens, d. h. während eines Drückens serial nach Zeichen auftreten, gezeigt. Die Bewegung des Tintenstrahldruckkopfes 4 in bezug zur Freigabestange 101, ist durch die Linie 100 dargestellt, wie weiter unten genauer erklärt ist. Wie in F i g. 2a ?,ez<ii$i, veranschaulicht das grobe Raster die einzelnen Zeicheriieider. Es wird angenommen, daß die Schrittdruckart durch Drücken des Knojfes 15 auf der Schreibmaschine 1 (Fig. 1) ausgewählt wurde. Dann werden geeignete Signale und Signale von den Teilen 8a und 8/? des Rasters 8 erzeugt, um den Druck der Zeichen auszuführen.

Während des schrittweisen Zeichendruckens ruft die Feststellung einer Zeichenmarkierung im Teil 8b ein Ausgangssignal des Verstärkers 81 hervor, wodurch die bistabile Kippschaltung 85 in ihren Ein-Zustand gekippt wird und die Schaltung nach F i g. 3 im wesentlichen, wie weiter oben beschrieben, wirkt.

Es sind Mechanismen vorgesehen, die kurz erklärt werden, für die relative Bewegung des Tintenstrahldruckkopfes in Rückwärtsrichtung in bezt·^ zum Beginn innerhalb eines Zeichenfeldes, um die richtige Anordnung der Tropfen in der Nähe der Zeichenfeldbegrenzung sicherzustellen. Dies wird dargestellt als ein Beispiel durch den Teil 100a in Fig.2a. Dieser Schritt beträgt typischerweise 03 mm. Wenn ein Zeichen zu drukken ist, wird der Tintenstrahldruckkopf freigegeben, um, wie durch den Teil 10O.6der Linie 100 dargestellt, sich zu bewegen, wobei ein leichtes Weiterbewegen zu verzeichnen ist, wie der Teil 100c darstellt, der teilweise in das nächste Zeichenfeld hineinragt. Die Mechanismen sind derart ausgebildet, daß der Tintenstrahldruckkopf in das gerade gedruckte Zeichenfeld zurückkehrt, wie der Teil 100c/der Linie 100 veranschaulicht. Somit wird der Tintenstrahldruckkopf vor dem Druck des nächsten Zeichens in einem darauffolgenden Zeichenfeld in seine richtige Lage gebracht.

Wenn im Zeichenfeld A (F i g. 2a) der Druck erfolgt, ermöglicht der Empfang von Zeichensignalen für das Zeichenfeld B während des Intervalls 102 die kontinuierliche Freigabe des Freigabemechanismus und der Tintenstrahldruckkopf 4 bestreicht dann weiter das Zeichenfeld B, so daß auch in diesem Zeichenfeld gedruckt wird. Somit ist in diesem Fall ein Überlaufen und ein Rücktransport für die Auslösung eines neuen Starts nicht erforderlich. Das gleiche gilt während des Drukkens im Zeichenfeld B. Wenn das Signal während des Intervalls 103 auftritt, kann ein Drucken im Zeichcnfeld C sich sofort anschließen ohne Abstoppen des Tintenstrahidruckkopfes 4.

Das Blockdiagramm der F i g. 4a enthält die Datenquelle 110 wie eine Datenverarbeitungseinheit, eine Lochkarteneinheit, eine Magnetbandeinheit oder ähnliches und besitzt verschiedene Steuerleitungen 120 bis 127, welche den Zeichengenerator 130 mit der Steuerschaltung 13t verbinden. Andere Leitungen 134 bis 141 verbinden den Zeichengenerator 130 und die Steuerschaltung 131 mit dem Tintenstrahldruckkopf 4.

In F i g. 4b ist die Logik 150 für verschiedene mechanische Funktionen vorgesehen und hat Eingangsleitungen 151 bis 156 für die Steuerung verschiedener Schaltkreise 160 und den Druckmechanismus 161, wobei auf den Leitungen 163 verschiedene Rückkopplungssignale auftreten.

Die in den F i g. 7—9 gezeigten und in der Schreibmaschine 1 eingebauten Mechanismen dienen der Erleichterung der Bewegung des Tintenstrahldruckkopfes 4. der auf dem Wagen 5 befestigt ist. An der Konsole 180 des Wagens 5 ist ein Freigabekiinkenschaltwerk angeordnet, das die Freigabeklinke 181 enthält, die in die Freigabestange 101 eingreift, wie weiter oben in Verbindung mit F i g. 2a ausgeführt wurde.

An dem Wagen 5 ist das Seil 184 befestigt, das um Rollen 185 bis 189 geführt ist und an der rückwärtigen Trommel 190 und an der vorderen Trommel 191 angreift. In Fig.9 sind die beiden Rollen 189a und 189b statt der Rollen 188 und 189 gezeigt. Das Prinzip der Wirkungsweise ist jedoch das gleiche.

Genau wie bei bekannten Serialdruckem erzeugt eine Hauptfeder 200 die Antriebskraft für den Wagen 5 in der Schreibrichtung von links nach rechts (F i g. 7 und 9). Der Motor 201 (F i g. 9) ist mittels des Riemens 202 und die Rollen 203, 204 mit der Antriebswelle 205 verbunden, um den Wagen 5 in seiner Rücklaufrichtung zu bewegen, d. h. von rechts nach links und um auch die Hauptfeder 200 zu spannen und eine erneute Bewegung des Wagens 5 von links nach rechts zu ermöglichen. Die Schlingfederkupplungcn 210,211 sind genauer in F i g. 9 dargestellt. An dem vorderen Ende der Welle 213 ist das

ίο mit der Hauptfeder 200 verbundene Kegelrad 215 befestigt, das mit dem kleinen Kegelrad 216 verbunden ist, welches mit dem auf der Antriebswelle 205 längsverschiebbaren Kegelrad 217 kämmt, das seinerseits mit der Schlingfederkupplung 210 in Verbindung steht. Das Kegelrad 215 kämmt mit dem Kegelrad 220, das ebenfalls auf der Antriebswelle 205 längsverschiebbar gelagert ist.

Für einen Zeilendruck wird die Freigabeklinke 181 außer Eingriff mit der Freigabestange 101 gebracht, wo durch die Hauptfeder 200 den Wagen 5 mittels des Sei les 184 und der Trommeln 190, 191 verschieben kann. Das Kegelrad 215 und das mit demselben verbundene Kegelrad 220 verhütet zusammen mit der Schlingfederkupplung 211 und dem Zentrifugalregler 235, daß der Wagen sich schneller bewegt als die Antriebswelle 205. Am Ende einer jeden Zeile wird, wenn ein Wagenrücklauf notwendig ist, der Wagenrücklaufschuh 225 gegen die Schlingfederkupplung 210 bewegt, wodurch die Antriebswelle 205 von der mit der Antriebswelle 205 verbundenen Nabe 227 entkuppelt wird und das Wagenrücklaufrad 217 und das kleine Kegelrad 216 die Drehrichtungen der Welle 213 und der mit derselben verbundenen Trommeln 190, 191 umkehren. Dadurch wird die Bewegungsrichtung des Seiles 184 umgekehrt

J5 und der Wagen 5 von rechts nach links bewegt.

Während eines schrittweisen Drückens, d. h. eines Drückens serial nach Zeichen, wird die Freigabeklinke 181 für eine Bewegung des Wagens 5 um eine Zeichenposition nach rechts von der Freigabestange 101 abge- hoben. Vor der Beendigung dieser Bewegung gelangt die Freigabeklinke 181 in Eingriff mit dem nächsten Zahn der Freigabestange 101. Dies ist in Fig.8 dargestellt. In der Konsole 180 ist der Bolzen 182 befestigt, der in einen Längsschlitz 181a in der Freigabeklinke 181 hineinragt Die Schraubenzugfeder 183 ist mit ihrem einen Ende an dem Bolzen 182 und mit ihrem anderen Ende an dem Bolzen 196 befestigt, der im linken Ende der Freigabeklinke 181 sitzt. Der Schlitz 181a ermöglicht einen Eingriff der Freigabeklinke 181 in die Freiga- bestange 101, läßt jedoch ein Weiterbewegen des Wagens 5 über die Zeichenstellung hinaus, wie dürr > den Teil 100c in Fig.2a dargestellt ist, zu. Die Hauptfeder 200 versucht mittels des Seiles 184 den Wagen nach rechts zu ziehen, jedoch ist die Schraubenzugfeder 183 etwas stärker als die Hauptfeder 200 und sofort nach dem genannten Weiterbewegen, dargestellt durch den Teii 100c in Fig.2a. zieht die Schraubenzugfeder 183 die Konsole 180 und somit den Wagen 5 nach rückwärts, d. h. nach links, wie durch den Teil 100c/ in F i g. 2a dar gestellt ist Dadurch wird der Wagen in das Zeichenfeld, in dem augenblicklich gedruckt wird, zurückbewegt und befindet sich nun in einer ausreichenden Entfernung von nächsten zu druckenden Zeichen. Somit braucht der Wagen 5 nicht präzise an der Grenze des nicht zu druk-

b5 kendcn Zeichens (Ze'schenfcld Cin F i g. 2a) anhalten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Tintenstrahldruckeinrichtung, welche Zeichen durch Ablenkung des Tintenstrahl in der Ebene einer Koordinate und durch eine Relativbewegung der Tintenstrahldüse und des zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers in der anderen Koordinate druckt, wobei die Tintenstrahldüse auf einem entlang der Druckzelle in der Druckrichtung durch Federkraft und in der Rücklaufrichtung durch Motorkraft verschiebbaren Wagen angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Wagenvorschubsteuerung, durch die eine kontinuierliche oder serielle Aufzeichnung möglich ist, wobei bei serieller Aufzeichnung der Wagenvorschub so gesteuert wird, daß der Wagen (5) nach dem Druck eines oder mehrerer Zeichen eine Oberlaufbewegung ausführen kann, d. h. über das Zeichenfeld A dieses Zeichen hinaus in d?s unmittelbar anschließende Zeichenfeld B hineinvcnchiebbar ist und hierauf zwangsläufig eine Rücklaufbewegung ausführt, d. h. in entgegengesetzter Richtung bis in eine Startposition verschiebbar ist, die vor dem sich anschließenden Zeichenfeld B liegt, wobei die Wagenvorschubsteuerung eine an dem Wagen (5) gelagerte und in eine feststehende Zahnstange (1Oi/ eingreifende Freigabeklinke (181) aufweist, die einen Lagerbolzen (182) mit einem in Richtung der Zahnstange (101) verlaufenden Längsschlitz (18IaJ aufnimmt und die Klinke (181) als doppelarmiger Hebel ausgebildet und an ihrem den Zahn nicht aufweisenden Ende mit einem Bolzen (196) verseher, ist, ar dem eine Schraubenzugfeder (183) angreift, die mit ihrem anderen Ende um den genannten Lagerbolze (182) gelegt ist und eine größere Kraft erzeugt als die an dem Wagen (5) angreifende Zugkraft der den Wagen (5) in Druckrichtung verschiebenden Feder (200).

2. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Rückbewegung des Wagens (5) geringfügig über den linken Randschalter (30) hinaus erfolgt.