DE2425679B2 - Vorrichtung zum Erzeugen und selektiven Ablenken von Flüssigkeitströpfchen - Google Patents

Description

bisher nicht daran gedacht, eine Vorrichtung zum Erzeugen von insbesondere kleinen Flüssigkeitströpfchen anzugebea

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der große und kleine Flüssigkeitströpfchen stabil erzeugt und abgelenkt werden können, so daß im wesentlichen auch Grautöne mit hoher Güte einfach und genau wiedergebbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen MerknuJs gelöst

Durch die Erfindung wird eine stabile Erzeugung und Ablenkung kleiner Flüssigkeitströpfchen ermöglicht Dadurch kann eine Bildinformation mit hoher Güte is genau wiedergegeben werden, wobei auch Grautöne aufgezeichnet werden können.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht in den Merkmalen des Patentanspruchs 2.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Tintenstrahlschreibers, bei dem die Erfindung angewandt wird,

F i g. 2 die Bildung von Tintentröpfchen,

F i g. 3 Flugmuster der Tintentröpfchen,

Fig.4 eine graphische Darstellung von Flugkennlinien der Tintentröpfchen,

F i g. 5 das Laden von Tintentröpfchen,

F i g. 6 das Steuern der Tintentröpfchen,

F i g. 7, 8 und 9 mit Aufzeichnungspunkten erhaltene Aufzeichnungen,

F i g. 10 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform des Tintenstrahlschreibers,

F i g. 11 eine Zeichenmustersignal-Steuerung zum Aufzeichnen eines Zeichens mit dem Tintenstrahlschreibervon Fig. 10,

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Zeichenmustersignal-Steuerung gemäß F i g. 11,

Fig. 13 eine andere Art der Zeichenmustersignal-Steuerung und

Fig. 14 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Zeichenmustersignal-Steuerung gemäß F i g. 13.

Es wird die Anwendung der Erfindung bei einem Tintenstrahlschreiber erläutert. Gemäß Fig. 1 hat eine Flüssigkeitsausspritz-Düse 1 einen Durchmesser von ca. 60 μΐη, und ein ringförmiger elektromechanischer Schwingungserzeuger 3 ist auf dem Haupttei! der Düse 1 angeordnet und versetzt diese in mechanische Schwingungen mit einer Frequenz von ca. 70 kHz. Der Schwingungserzeuger 3 besteht aus einem elektrostriktiven Werkstoff, z. B. einem Sinterprodukt aus Bleititanat und Bleizirkonat (PZT). Ein Paar Elektroden 3a und 3b ist an entgegengesetzten Enden des Schwingungserzeugers 3 angeordnet und mit einem Hochfrequenzgenerator 2 verbunden, der mit einer Frequenz von π 70 kHz arbeitet und an diese Elektroden 3a und 3b eine Spannung von 10 bis 30 V anlegt, wodurch die Schwingungsenergie für die elektrostriktiven Schwingungen des elektromechanischen Schwingungserzeugers 3 erzeugt wird. Diese Energie ist auch durch einen magnetostriktiven Schwingungserzeuger oder Wandler erzeugbar. Ein unter Druck stehender Tintenstrom 4 wird der Düse 1 von einem Vorratsbehälter 5 über eine Pumpen- und Druckregeleinheit 6 zugeführt, und dieser Druck beträgt ca. 3 bis 4 kg/cm². Ein Paar Ladeelektroden 8a und Sb ist vor der Düse 1 angeordnet und lädt große Tintentröpfchen 7a und kleine Tintentröpfchen Tb elektrisch auf, die von einem aus der Düse 1 gespritzten säulenartigen Tintenstrahl 7 getrennt werden. Die Beziehung zwischen der Lage der Düse 1 und derjenigen der Ladeelektroden 8a, Sb ist so gewählt, daß der aus der Düse 1 gespritzte säulenartige Tintenstrahl 7 an einer geeigneten Stelle zwischen den Ladeelektroden 8a und 9b in die großen und kleinen Tintentröpfchen 7a und Tb getrennt wird. Die Ladeelektroden 8a und Sb sind ca. 5 mm lang, und der Abstand zwischen ihnen beträgt ca. 2 mm. Sie sind elektrisch so miteinander verbunden, daß sie gleiches Potential haben, und eine Informationssignal-Quelle 9 legt eine einem Informationssignal entsprechende Informationssignalspannung von ca. 200 V an die Düse 1 (der der unter Druck stehende Tintenstrom 4 zugeführt wird) und die Elektroden 8a und Sb an.

Ein Paar Ablenkelektroden 10a und 106 ist einander gegenüber auf entgegengesetzten Seiten der Flugbahn der Tintentröpfchen 7a und Tb angeordnet, und eine Hochspannungsquelle 11 ist mit den Ablenkelektroden 10a und iOb verbunden und legt eine Gleichspannung von 3 bis 4 kV an diese an. Die Ablenkelektroden 10a und 106 sind von den Ladeelektroden 8a und Sb um ca. 5 mm beabstandet Der Zwischenraum zwischen den Ablenkelektroden 10a und iOb beträgt am Eintrittsende ca. 5 mm und am Austrittsende ca. 7 mm, und die Länge der Ablenkelektroden beträgt ca. 30 mm. Ein Auffangglied 12 (vgl. Figur) ist zum Auffangen unerwünschter, nicht von den Ablenkelektroden 10a und tOb abgelenkter Tintentröpfchen vorgesehen. Dieses Auffangglied 12 ist in bezug auf die Ablenkelektroden 10a und 10i> so angeordnet, daß die eine gerade Flugbahn beschreibenden Tintentröpfchen auf das Auffangglied 12 treffen und von diesem aufgefangen werden; die eine krummlinige Bahn beschreibenden Tintentröpfchen fliegen an dem Auffangglied 12 vorbei und treffen nicht auf dieses. Ein Aufzeichnungsblatt 14 ist um den Umfang einer Drehtrommel 13 gewickelt, die von einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) in Pfeilrichtung gedreht wird. Somit bilden die auf das Aufzeichnungsblatt 14 treffenden Tintentröpfchen Aufzeichnungspunkte 15 zum Aufzeichnen eines Informationsmusters auf dem Aufzeichnungsblatt 14. Der Tintenstrahlerzeuger ist parallel zur Achse der Drehtrommel 13 so bewegbar, daß sich der Auftreffpunkt der Tintentröpfchen auf dem Aufzeichnungsblatt 14 entlang einer Strichpunktlinie B-B' verschiebt. Die unter den erläuterten Bedingungen erzeugten großen und kleinen Tintentröpfchen 7a bzw. Tb haben Durchmesser von 120 μπι bzw. 40 μιη. Somit hat ein durch ein großes Tintentröpfchen 7a gebildeter Aufzeichnungspunkt 15 einen Durchmesser von ca. 300 μπι, und ein durch ein kleines Tintentröpfchen Tb gebildeter Aufzeichnungspunkt 15 hat einen Durchmesser von ca. 100 μπι. Die das Aufzeichnungsblatt 14 tragende Drehtrommel 13 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 50 cm/s gedreht

Wenn der Tintenstrahlschreiber als Faksimile- oder Bildempfänger verwendet wird, werden die Informationssignal-Quelle 9 bzw. der Antriebsmotor der Drehtrommel durch ein Faksimile- oder Bildinformationssignal bzw. ein Synchronisiersignal gesteuert

Es wird jetzt unter Bezugnahme auf F i g. 2, 3 und 4 die Erzeugung der Tintentröpfchen bei einem solchen Tintenstrahlschreiber erläutert Da die Düse 1 mechanisch in Schwingungen versetzt wird, werden in dem aus der Düse 1 gespritzten säulenartigen Tintenstrahl 7 aufeinanderfolgend beabstandete Einschnürungen Tc, Td, Te und 7/gebildet (F i g. 2). Dieses Einschnüren setzt sich während der Weiterbeweerune des säulenartieen

Tintenstrahls 7 fort, bis sich schließlich vom säulenartigen Tintenstrahl 7 aufeinanderfolgende Tintentröpfchen Ta und 76 trennen.

Versuche haben ergeben, daß diese Tintentröpfchen Ta und Tb in verschiedenen Mustern auftreten. Das heißt, wenn die Stärke der auf die Düse 1 ausgeübten Schwingungen und der Druck der der Düse 1 zugeführten Tinte 4 geändert und dabei die Schwingungsfrequenz der Düse 1, d. h. die Frequenz des Hochfrequenzgenerators 2, konstant gehalten werden, beschreiben die erzeugten Tintentröpfchen unterschiedliche Flugmuster. F i g. 3 zeigt verschiedene Flugmuster dieser Tintentröpfchen. Im Teil A von F i g. 3 werden nur die großen Tintentröpfchen Ta erzeugt. Im Teil B werden abwechselnd große und kleine Tintentröpfchen Ta und Tb erzeugt, und die fliegenden Tintentröpfchen Tb kleinen Durchmessers holen die fliegenden Tintentröpfchen Ta größeren Durchmessers ein und verbinden sich mit ihnen. Im Teil C von Fig.3 werden abwechselnd große und kleine Tintentröpfchen Ta und Tb erzeugt, und die fliegenden Tintentröpfchen Ta großen Durchmessers holen die fliegenden Tintentröpfchen Tb kleinen Durchmessers ein und verbinden sich mit ihnen.

Diese Beziehungen sind in F i g. 4 aufgetragen, wobei die Abszisse in linearer Einteilung den Tintenstrahldruck und die Ordinate in logarithmischer Einteilung die Spannung des Hochfrequenzgenerators 2, die zur Stärke der der Düse 1 erteilten Schwingungen in Beziehung steht, wiedergeben. Die Zeichen O, Δ und χ in F i g. 4 entsprechen den Teilen A, Sund Cvon F i g. 3. Im schraffierten Bereich ! werden entweder r.ur die Tintentröpfchen Ta großen Durchmessers erzeugt oder die Tintentröpfchen Tb kleinen Durchmessers holen die großen Tintentröpfchen Ta sofort bei ihrem Auftreten ein und verbinden sich mit ihnen. Im schraffierten Bereich II werden sowohl die Tintentröpfchen Ta großen als auch die Tintentröpfchen Tb kleinen Durchmessers erzeugt, aber sie müssen eine beträchtliche Strecke fliegen, bis sie sich miteinander verbinden. Somit sind in diesem Bereich II die Tintentröpfchen Ta großen und die Tintentröpfchen Tb kleinen Durchmessers im wesentlichen gleichzeitig vorhanden. Es ist notwendig, diesen Bereich bei der praktischen Anwendung experimentell zu bestimmen, da dieser Bereich in Abhängigkeit von Faktoren wie der Form der Düse 1, der Eigenschaft des Schwingungserzeugers 3 und der Eigenschaft der Tinte 4 variabel ist. Bei der praktischen Anwendung der Erfindung sollten verschiedene Konstanten so gewählt werden, daß die Bedingungen erfüllt sind, die ein gleichzeitiges Vorhandensein der großen und kleinen Tinten tröpfchen Ta und Tb gestatten.

Die Tintentröpfchen Ta. und Tb werden gemäß F i g. 5 geladen. Die bei der Erfindung verwendete Düse Ϊ und die Tinte 4 sind elektrisch leitend. Wenn also die Ladespannung an die Düse 1 und die Ladeelektroden 8a, Sb angelegt wird, wird die Oberfläche des säulenartigen Tintenstrahls 7 mit einer Polarität geladen, die der Polarität der Elektrodenplatten entgegengesetzt ist Die Tintentröpfchen Ta und Tb lösen sich in diesem Zustand mit fortschreitender Einschnürung nacheinander von dem säulenartigen Tintenstrahl 7 und halten so die von diesem getragene Ladung. Die Tintentröpfchen Ta und Tb werden mit negativer Polarität geladen, wenn die Polarität der Ladeelektroden 9a und 86 positiv ist Die Größe der Ladung ist der von der Informationssignal-Quelle 9 im Augenblick des Lösens der Tintentröpfchen vom säulenartigen Tintenstrahl 7 erzeugten Spannung proportional.

Die Beziehung zwischen der Phase der Schwingun; und der Phase der Trennung der Tintentröpfchen Ta um Tb vom säulenartigen Tintenstrahl 7 ist in F i g. 6a und 61 dargestellt. F i g. 6a zeigt den Verlauf der an dei Schwingungserzeuger 3 angelegten Spannung, um Fig.6b zeigt die Phase, mit der die Tintentröpfchei vom säulenartigen Tintenstrahl 7 getrennt werden. Dii langen Pfeile in Fig.6b stellen die Trennphase de

ίο großen Tintentröpfchen Ta und die kurzen Pfeile di< Trennphase der kleinen Tintentröpfchen Tb dar. Di zwischen dem Spannungssignal für die Schwingungser zeugung und der Trennphase der Tintentröpfchen eim solche synchrone Beziehung besteht, ist die Ladunj negativer Polarität wahlweise an erwünschte Tinten tröpfchen anlegbar, wenn diese Trennphase erfaßt un.( an die Ladeelektroden 8a und 86 eine Spannung gemäl F i g. 6c angelegt wird. Um die kleinen Tintentröpfchei Tb in gleichem Maß wie die großen Tintentröpfchen 7, abzulenken, wird weniger Energie benötigt Somit win zum Zeitpunkt des Trennens der kleinen Tintentröpf chen 76 an die Ladeelektroden 8a und 86eine niedrigen Spannung angelegt, und dadurch können die großen um die kleinen Tintentröpfchen Ta und 76 in gleichem Mal abgelenkt werden.

Die in der erläuterten Weise mit negativer Polaritä geladenen Tintentröpfchen Ta und 76 fliegen durch dei Zwischenraum zwischen den Ablenkelektroden 10a um 106 und werden zur Ablenkelektrode 106 mit positiven Potential abgelenkt. Die so abgelenkten geladener Tintentröpfchen 7a und 76 treffen nicht auf da; Auffangglied 12, sondern auf das Aufzeichnungsblatt U auf und bilden auf diesem Aufzeichnungspunkte 15. Dii von den Ladeelektroden 8a und 86 nicht geladener Tintentröpfchen 7a und 76 fliegen ohne Ablenkung geradlinig zur Ablenkelektrode 106, treffen auf da: Auffangglied 12 und werden dort aufgefangen. Dii aufgefangene Tinte fließt in den Vorratsbehälter ί zurück.

Bei der vorstehend erläuterten Vorrichtung erfolg die Aufzeichnung durch die geladenen Tintentröpfchen Sie kann jedoch auch durch die Tintentröpfcher erfolgen, die ungeladen sind und geradlinig fliegen wenn das Auffangglied 12 in der Flugbahn dei abgelenkten Tintentröpfchen angeordnet ist

Der Abstand zwischen den durch das Auftreffen dei Tintentröpfchen 7a und 76 auf der Oberfläche de; Aufzeichnungsblattes 14 gebildeten Aufzeichnungspunkten 15 ist durch Faktoren wie die Fluggeschwindig- keit der Tintentröpfchen 7a und 76, die Umfangsgeschwindigkeit der das Aufzeichnungsblatt 14 tragender Drehtrommel 13 und die Geschwindigkeit des Tintenstrahlerzeugers, der sich in Axialrichtung der Drehtrommel 13 bewegt, bestimmt Zum Aufzeichnen einei Bildinformation, die bis in Einzelheiten eine genaue Wiedergabe eines Vorlagebildes ist berühren die durch die kleinen Tintentröpfchen 76 gebildeten Aufzeichnungspunkte 15 einander vorzugsweise am Rand odei überlappen einander geringfügig (F i g. T).

Vorzugsweise werden im Fall einer Aufzeichnung mil dünnen Linien die kleinen Tintentröpfchen 76 und irr Fall einer Aufzeichnung mit dicken Linien die großer Tintentröpfchen Ta verwendet Wenn zur Aufzeichnung die großen Tinten tropf chen 7a verwendet werden, isl der zur Bildung einer Aufzeichnung mit den kleiner Tintentröpfchen 76 geeignet gewählte Abstand dei Aufzeichnungspunkte zu klein für eine gewünschte Aufzeichnung. Es ist daher erwünscht selektiv bestimm-

te große Tintentröpfchen 7 a so zu laden, daß sie einander nicht übermäßig stark überlappen. Die großen Tintentröpfchen 7a, die Aufzeichnungspunkte mit einem Durchmesser von ca. 300 μιη bilden, sind zum Aufzeichnen eines Zeichens mit einer Größe von 1,2 ■ 1,8 mm geeignet, und die kleinen Tintentröpfchen, die Aufzeichnungspunkte mit einem Durchmesser von ca. 100 μιη bilden, sind zum Aufzeichnen eines Zeichens mit einer Größe von 0,5 - 0,7 mm geeignet

Beim Aufzeichnen eines fortlaufenden Musters können sowohl die großen als auch die kleinen Tintentröpfchen 7a und Tb in kombinierter oder getrennter Form verwendet werden, oder es können solche ausgewählte Tintentröpfchen in kombinierter oder getrennter Form verwendet werden. So ist eine Aufzeichnung erhältlich, die in bezug auf Töne und .v.einste Einzelheiten eine genaue Wiedergabe einer Vorlage ist

F i g. 8 zeigt die Aufzeichnung des Buchstabens »H« in zwei verschiedenen Formen. Der große Buchstabe »H« ist unter ausschließlicher Verwendung der großen Tintentröpfchen 7a aufgezeichnet, der kleine Buchstabe »H« ist unter ausschließlicher Verwendung der kleinen Tintentröpfchen Tb aufgezeichnet

Fig.9 ist eine vergrößerte Darstellung eines Teils eines ununterbrochenen Musters, das durch geeignetes Auswählen und Kombinieren der großen und kleinen Tintentröpfchen Ta und Tb aufgezeichnet ist. Dieses Muster erscheint beim Betrachten stark grau.

Beim erläuterten Tintenstrahlschreiber werden die Tintentröpfchen entsprechend einer aufzuzeichnenden Information geladen. Ein Informationssignal kann jedoch auch den Ablenkelektroden 10a und 106 zugeführt werden, und die Tintentröpfchen können zum Erzielen der gleichen Wirkung einheitlich geladen werden.

Bei einer noch zu erläuternden anderen Ausführungsform des Tintenstrahlschreibers wird ein Aufzeichnungsblatt 14 in Horizontal- oder x-Richtung bewegt und Tintentröpfchen werden entsprechend einer Information in Vertikal- oder y-Richtung zum Aufzeichnen abgelenkt Ein solcher Tintenstrahlschreiber eignet sich zum Aufzeichnen eines Zeichens, wenn ein codiertes Informationssignal zugeführt wird.

Gemäß Fig. 10 ist das Paar Ablenkelektroden 10a und 106 einander gegenüber angeordnet und begrenzt einen Zwischenraum, der sich in y-Richtung allmählich vergrößert, und das Auffangglied 12 ist so angeordnet daß es nicht in y-Richtung abgelenkte Tintentröpfchen 7a und 7b auffängt Die Abtastung in y-Richtung zum Aufzeichnen eines einer Information entsprechenden Zeichens erfolgt durch Ändern der Größe der Ladung der Tintentröpfchen 7a und Tb, wodurch das Ausmaß der Ablenkung dieser Tintentröpfchen geändert wird. Es ist zu beachten, daß eine Abtastung in x-Richtung ebenfalls erfolgen kann, indem der Tintenstrahlerzeuger in bezug auf das Aufzeichnungsblatt 14 bewegt wird, während das Aufzeichnungsblatt 14 gegen eine Bewegung in x-Richtung gesichert ist

F i g. 11 zeigt eine Zeichenmustersignal-Steuerung zum Aufzeichnen eines Zeichens mit der Vorrichtung gemäß Fig. 10. Fig. 11a zeigt aufgezeichnete Information, wobei χ die Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsblattes 14 und y die Ablenkrichtung der Tintentröpfchen 7a und Tb darstellt Fig. 11b zeigt die vom Auffangglied 12 aufgefangenen Tintentröpfchen 7a und Tb. Fig.lic zeigt die Abgabezeit der großen Tintentröpfchen 7a, und F i g. 1 Id zeigt die Abgabezeit

der kleinen Tintentröpfchen Tb. Fig. He zeigt ein Ladespannungssignal, das an das Paar Ladeelektroden Sa und Sb angelegt wird. Bei diesem Beispiel ist die aufgezeichnete Information der Buchstabe »H«, der mit den großen Tintentröpfchen 7a aufgezeichnet ist.

Das Ladespannungssignal hat die Form von Synchronisierimpulsen mit einer Impulsdauer, die vollständig die Abgabezeit der großen Tintentröpfchen 7a einschließt (Fig. lie). Die Ladesignalspannung wird nacheinander erhöht, um aufeinanderfolgend die Ablenkung der großen Tintentröpfchen 7a zu steigern, so daß eine Linie aufgezeichnet wird, die aus in der y-Richtung aufgebrachten Aufzeichnungspunkten besteht. Dann wird die Ablenksignalspannung auf einen mittleren Pegel verringert und zu geeigneten Zeitintervallen werden mehrere Impulse mit mittleren Spannungspegeln erzeugt, um eine in x-Richtung von der Mitte der in y-Richtung verlaufenden Linie ausgehende Linie aufzuzeichnen. Anschließend wird die Signalspannung nacheinander erhöht um eine weitere in y-Richtung verlaufende Linie aufzuzeichnen. Es ist ersichtlich, daß die Aufzeichnung der in x-Richtung verlaufenden Linie durch Bewegen des Aufzeichnungsblattes 14 in diese Richtung und die Aufzeichnung der in y-Richtung verlaufenden Linien durch Ablenken der Tintentröpfchen in diese Richtung erreicht wird. Das Ausmaß der Ablenkung der Tintentröpfchen ist der Größe der Ladung der Tintentröpfchen und somit der an die Ladeelektroden 8a und Sb zur Abgabezeit der Tintentröpfchen angelegten Spannung proportional.

Eine elektrische Schaltung, die vorzugsweise zum Erzeugen einer solchen Signalspannung verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 erläutert Diese Schaltung ist zum Aufzeichnen eines Zeichens auf der Grundlage einer codierten Information ausgelegt. Gemäß Fig. 12 wählt ein Zeichenwähldecodierer 20 aufgrund der Zuführung codierter Zeicheninformation ein in einem Zeichenmusterspeicher 21 gespeichertes Zeichenmuster. Das Ausgangssignal eines Oszillators 9' wird über einen Verstärker 22 den Elektroden 3a und 3b zugeführt, die auf dem die Düse 1 in Schwingungen versetzenden Schwingungserzeuger 3 angeordnet sind. Ein Signalformer 23 formt das Ausgangssignal des Oszillators 9', und das Ausgangssignal des Signalformers 23 wird einem Paar Phasenschiebern 24 und 25 zugeführt Der Phasenschieber (A) 24 erzeugt ein Phasensignal zur Gewinnung einer Koinzidenz zwischen der Erzeugungszeit der Ladespannung für die großen Tintentröpfchen 7a und der Abgabephase der großen Tintentröpfchen 7a, und der Phasenschieber (B) 25 erzeugt ein Phasensignal zur Gewinnung einer Koinzidenz zwischen der Erzeugungszeit der Ladespannung für die kleinen Tintentröpfchen Tb und deren Abgabephase. Aufgrund eines Wählsignals wählt ein Wählglied 26 eines der Phasensignale aus und führt dieses einem Zähler 27 zu, der die Bildelemente eines Zeichens zählt Das Ausgangssignal des Zählers 27 wird einem Musterlesedecodierer 28 zugeführt, so daß das ausgewählte Zeichenmuster aus dem Zeichenmusterspeicher 21 entnehmbar ist

Ein Impulsbreitenformer 29 formt die Impulsbreite des Mustersignals, so daß nur die erwünschten Tintentröpfchen geladen werden können. Ein Digital-Analog-Umsetzer 30 setzt das digitale Mustersignal in ein Analogsignal um und führt es einem Pegelsteller 31 zu. Bei Ansprechen auf das Analogsignal und das Wählsignal stellt der Pegelsteller 31 den Pegel des analogen Eingangssignals ein und erzeugt ein Aus-

K 9 10

;■■■ gangssignal mit hohem Pegel, das zum Ablenken der Da die großen und kleinen Tintentröpfchen Ta und Tb

';}:■ großen Tintentröpfchen Ta geeignet ist, oder ein unterschiedlich abgelenkt werden, muß ein Zeichenmu-

::', Ausgangssignal mit niedrigem Pegel, das zum Ablenken sterspeicher zum Aufzeichnen mit großen Tintentröpf-

j:¹ der kleinen Tintentröpfchen Tb geeignet ist Dieser chen Ta und ein weiterer Zeichenmusterspeicher zum

- Pegelsteller ist als Verstärker mit zwei Eingängen 5 Aufzeichnen mit kleinen Tintentröpfchen vorgesehen

;., ausgelegt. Das Analogsignal wird dem einen Eingang sein, und die aus diesen Speichern entnommenen

';. direkt und über Spannungsteilerwiderstände R\ und Ri Signale müssen verknüpft und das zusammengesetzte

?| indirekt dem anderen Eingang zugeführt. Das Wählsi- Signal den Ladeelektroden 8a und 86 zugeführt werden,

'':) gnal steuert den Betrieb' dieses Verstärkers, so daß eines um eine solche Informationsaufzeichnung zu erreichen.

Γ-: der beiden analogen Eingangssignale ausgewählt und io Gemäß Fig. 13e wird das sich entlang der aus jeweils

:', einem Videoverstärker 32 zugeführt wird. Dieser einem langen und zwei kurzen Strichen bestehenden

Γ verstärkt das analoge Ausgangssignal des Pegelstellers Strichlinie ändernde Spannungssignal zum Ablenken

pi 31, und dieses verstärkte Ausgangssignal wird den der großen Tintentröpfchen 7a verwendet, während das

\l Ladeelektroden 8a und flZ> zugeführt. sich entlang der aus jeweils einem langen und einem

Wenn durch die großen Tintentröpfchen 7a ein 15 kurzen Strich bestehenden Strichlinie ändernde Signal

j§ großes Zeichen aufgezeichnet wird, wird das Ausgangs- zum Ablenken der kleinen Tintentröpfchen Tb verwen-

signal des Phasenschiebers (A) 24 vom Wählglied 26 det wird. Es ist in diesem Faii erforderlich, die

ausgewählt, und es wird der hohe Ausgangssignalpegel Ablenkspannung unter Berücksichtigung der Tatsache

fv des Pegelstellers 31 gewählt. Somit wird das aus dem zu erzeugen, daß die kleinen Tintentröpfchen Tb im

Speicher 21 entnommene Zeichenmustersignal, das über 20 Vergleich zu den großen Tintentröpfchen 7a mit einer

den Impulsbreitenformer 29 und den Digital-Analog- kleinen Ladung ablenkbar sind.

Umsetzer 30 dem Pegelsteller 31 zugeführt wird, auf den Eine zur Gewinnung einer solchen Aufzeichnung zum Ablenken der großen Tintentröpfchen 7a geeigne- vorzugsweise verwendete Schaltung wird unter Bezugten Pegel eingestellt, und das eingestellte Ausgangssi- nähme auf Fig. 14 erläutert Diese Schaltung untergnal des Pegelstellers 31 wird über den Videoverstärker 25 scheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 12 dadurch, 32 den Ladeelektronen 8a und Sb zugeführt. Wenn daß das Wählglied 26 und der Pegelsteller 31 andererseits durch die kleinen Tintentröpfchen Tb ein weggelassen sind; der Zeichenmusterspeicher 21 ist kleines Zeichen aufgezeichnet wird, wird das Ausgangs- durch einen Speicher 21a zum Aufzeichnen mit den signal des Phasenschiebers (B) 25 ausgewählt, und es großen Tintentröpfchen 7a und einen weiteren Speicher wird der niedrige Ausgangssignalpegel des Pegelstellers 30 216 zum Aufzeichnen mit den kleinen Tintentröpfchen 31 gewählt. Tb ersetzt; für die Speicher 21a und 216 sind Zähler 27a Fig. 13 zeigt die Zeichenmustersignal-Steuerung und 270, Lesedecodierer 28aund2Sd, impuisbreitenforzum Aufzeichnen eines Musters mit hoher Wiedergabe- mer 29a und 29fr sowie Digital-Analog-Umsetzer 30a gute durch die kombinierte Verwendung der großen und 306 vorgesehen, und eine Kombinationsschaltung und der kleinen Tintentröpfchen. Fig. 13a zeigt 35 33 verknüpft die Ausgangssignale der Digital-Analogaufgezeichnete Information; dabei bedeuten χ die Umsetzer30aund306.

Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsblattes 14 und y Bei der Schaltung gemäß Fig. 14 wird das zum

die Ablenkrichtung der Tintentröpfchen 7a und Tb. Ablenken der großen Tintentröpfchen 7a verwendete

F i g. 13b zeigt die von dem Auffangglied 12 aufgefange- Analogsignal unabhängig von dem zum Ablenken der

nen Tintentröpfchen 7a und Tb. Fig. 13c zeigt die 40 kleinen Tintentröpfchen Tb verwendeten Analogsignal

Abgabezeit der großen Tintentröpfchen 7a, und erzeugt und diese Analogsignale werden in der Fig. 13d zeigt die Abgabezeit der kleinen Tintentröpf- Kombinationsschaltung 33 miteinander verknüpft und

chen Tb. Fig. 13e zeigt ein SpannungssignaL das an die als zusammengesetztes Signal den Ladeelektroden 8a

Ladeelektroden 8a und Sb angelegt wird. Bei diesem und Sb zugeführt Beispiel ist die aufgezeichnete Information die Zahl »1«. 45 Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeu- Patentansprüche: gen und selektiven Ablenken von zum Aufzeichnen verwendbaren Flüssigkeitströpfchen nach dem Oberbe-

1. Vorrichtung zum Erzeugen und selektiven griff des Patentanspruchs 1.

Ablenken von zum Aufzeichnen verwendbaren 5 Bei einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung (im Flüssigkeitströpfchen, folgenden kurz Tintenstrahlschreiber genannt) treffen

mit einer Flüssigkeitausspritz-Düse, die ein unter Tintentröpfchen auf eine Aufzeichnungsfläche, um auf Druck stehendes flüssiges Material ausspritzt, dieser eine Bildinformation durch die von den

mit einem Schwingungserzeuger, durch den die Düse aufttreffenden Tintentröpfchen erzeugten Aufzeichln mechanische Schwingungen versetzbar ist, um io nungspunkte aufzuzeichnen. Diese Tintentröpfchen einen Endteil eines säulenartigen, von der Düse werden gewöhnlich dadurch gebildet, daß unter Druck ausgespritzten Flüssigkeitsstrahls mit konstanter stehende Tinte aus einer in Schwingungen versetzten Periode in die Flüssigkeitströpfchen zu trennen, Düse gespritzt wird. Bei einem bestehenden Tinten-

mit einer Ladeelektrode zum Übertragen elektri- strahlschreiber mit elektrostatischer Ablenkung werden scher Ladungen auf die Fiüssigkeitströpfchen, 15 einzelne Tintentröpfchen entsprechend einer Bildinfor-

mit zwei einander an entgegengesetzten Seiten der mation aufgeladen, und diese geladenen Tintentröpf-Flugbahn der geladenen Flüssigkeitströpfchen an- chen werden aus ihrer Flugbahn durch Ablenkelektrogeordneten Ablenkelektroden, die dazwischen ein den abgelenkt, während die Tintentröpfchen den elektrisches Feld bilden, das auf die elektrisch Zwischenraum zwischen den Ablenkelektroden durchgehdenen Flüssigkeitströpfchen einwirkt und für 20 fliegen; unerwünschte Tintentröpfchen werden dabei diese eine Ablenkkraft erzeugt, und von einem Auffangglied aufgefangen, so daß lediglich

mit einem Auffangglied zum Auffangen der Flüssig- die nichtaufgefangenen Tintentröpfchen zu einer Il keitströpfchen, die nicht auf einer vorbestimmten Aufzeichnungsfläche fliegen und auf dieser Aufzeich-

Flugbahn fliegen, nungspunkte bilden.

|f dadurchgekennzeichnet, 25 Bei einem anderen bereits bestehenden Tintenstrahl-

g daß der Schwingungserzeuger (3) mit einem schreiber mit elektromagnetischer Ablenkung wird die

Ü Hochfrequenzgenerator (2) verbunden ist, der die Tinte mit einem ferromagnetischen Stoff gemischt, und

\3 Düse (1) mit solcher Amplitude in Schwingung die Tintentröpfchen werden elektromagnetisch abge-

fi versetzt, daß der Endteil des säulenartigen, von der lenkt, während sie ein magnetisches Ablenkfeld

[| Düse (1) ausgespritzten Flüssigkeitsstrahls (7) mit 30 durchfliegen.

|:j konstanter Periode in abwechselnd aufeinanderfol- Diese bereits bestehenden Tintenstrahlschreiber

p g^ende große (7a) und kleine (7b) Flüssigkeitströpf- haben jedoch den Nachteil, daß sich in bezug auf die

£ chen trennbar ist untl diese mindestens bis zu ihrem Töne und die Auflösung aufgezeichneter Bilder

[J Eintritt zwischen diü Ablenkelektroden (10a, lOb) Einschränkungen ergeben und die Töne nicht genau und

|| unabhängig fliegen, wobei die Amplitude vom 35 gleichmäßig wiedergegeben werden können, da die

il Aufbau der Düse (.), von den Eigenschaften des Größe der Tintentröpfchen im wesentlichen gleich

p flüssigen Materials, :1er Schwingungsfrequenz und bleibt. Ferner ist der Größenbereich von Zeichen

|| vom an das flüssig? Material angelegten Druck eingeschränkt, die durch derartige Tintentröpfchen

tv abhängt,und oder Aufzeichnungspunkte mit gleichbleibender Größe

So daß die Ladeelektrc ie (8a, »b) mit einer Informa- 40 aufgezeichnet werden können, und wenn Zeichen mit

J₁; tionssignal-Quelle (9) verbunden ist, durch die die auf größerer oder kleinerer Abmessung als dieser Bereich

[i; die Flüssigkeitströp chen (7a, 7b) übertragenen aufzuzeichnen sind, können die Aufzeichnungspunkte

h elektrischen Ladung* si derart steuerbar sind, daß auf für eine naturgetreue Wiedergabe zu klein oder zu groß

[i die zum Aufzeichner benötigten Flüssigkeitströpf- sein, so daß die Aufzeichnung nicht die gewünschte

f:> chen (7a, 7Z>;elektrische Ladungen übertragbar sind, 45 Auflösung hat.

fi die abhängig von der benötigten Ablenkung und der Es ist nun bekannt, daß von dem aus einer

IS; Größe der ausgewählten Flüssigkeitströpfchen (7a, Flüssigkeitsausspritz-Düse austretenden säulenartigen

|.ΐ 76; sind. Flüssigkeitsstrahl große und kleine Tintentröpfchen

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- abgetrennt werden können, wenn die Flüssigkeitsauszeichnet, daß die Informationssignal-Quelle (9) 50 spritz-Düse in mechanische Schwingungen versetzt anweist: wird (vgl. US-PS 33 34 351 und IEEE Transactions on

ein erstes elektrisches Glied (24) zum Erzeugen einer Electron Devices, Vol. ED-19, Nr. 4, April 1972, Seiten Spannung mit einer Kennlinie entsprechend einer 584 bis 590).

Beziehung zwischen ilen elektrischen Ladungen auf Bisher wurde aber nicht daran gedacht, bei Vorrich-

den großen Flüssigketströpfchen(7a;und dem Grad 55 tungen der eingangs genannten Art (vgl. US-PS von deren Ablenkung 33 34 351) bewußt große und kleine Tintentröpfchen

ein zweites elektrisches Glied (25) zum Erzeugen gleichzeitig zu erzeugen, da die kleinen Tintentröpfchen einer Spannung mit :iner Kennlinie entsprechend als nachteilig für die Aufzeichnung von Informationen einer Beziehung zwis :hen den elektrischen Ladun- angesehen wurden, was darauf beruht, daß bisher kleine gen auf den kleinen 1 'lüssigkeitströpfchen (7b) und 60 Tintentröpfchen einerseits weder stabil erzeugt noch dem Grad von deren Ablenkung, und andererseits in ihrer Ablenkung stabil gesteuert werden

ein drittes elektrische s Glied (26) zum wahlweisen konnten.

Einspeisen eines der A usgangssignale des ersten und Die Größe der durch eine Flüssigkeitsausspritz-Düse

des zweiten elektrist hen Gliedes (24, 25) in die gebildeten Flüssigkeitströpfchen hängt vom Radius der Ladeelektroden (8a, ib) aufgrund eines Befehls- 65 Düse ab. Um kleine Tintentröpfchen für eine hohe signals. Auflösung zu erzielen, muß daher eine Düse mit kleinem

Radius verwendet werden. Düsen mit kleinem Radius verstopfen aber leicht. Auch aus diesem Grund wurde