DE2445257A1 - Tintenstrahldrucker - Google Patents

Description

Aktenzeichen der Anmelderin: EN 973 023

Tintenstrahldrucker

Zusatz zu Patentanmeldung P 23 27 980.3

Die Erfindung geht von einer im Anspruch 1 der Hauptanmeldung angegebenen Art aus.

Durch die USA-Patentschrift 2 600 129 ist ein Tintenstrahlschreiber bekannt, bei dem die aus einer Düse ausgestoßene Tinte durch eine Elektrode elektrisch aufgeladen und durch zwei Ablenkelektroden auf eine bestimmte Stelle des Aufzeichnungspapieres abgelenkt werden. Die Größe der Ablenkung wird bestimmt durch das Potential und die Amplitude des den Ablenkelektroden zugeführten elektrischen Signales. Das Ablenkfeld wird jedoch in ungleichmäßigen Intervallen verändert, so daß die Tropfenbahn nicht vorbestimmt ist.

Durch die USA-Patentschrift 3 596 275 ist es bekannt, mittels einer in mechanische Schwingungen versetzten Düse einen Strom voneinander gleichbeabstandeter Tintentropfen zu erzeugen und beim Passieren einer Ladeelektrode die einzelnen Tintentropfen entsprechend der zu schreibenden Information aufzuladen. Die

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aufgeladenen Tintentropfen durchqueren hernach ein von Ablenkelektroden erzeugtes, konstantes elektrisches Feld, wobei sie in Abhängigkeit von ihrer elektrostatischen Aufladung in zur Stromrichtung quer verlaufender Richtung abgelenkt werden und somit entsprechend ihrer Ablenkung auf den Aufzeichnungsträger auftreffen. Da der Aufzeichnungsträger in einer zur Ablenkebene der Tintentropfen senkrechten Ebenen transportiert wird, können somit Kurvenzüge geschrieben werden. Um die Schreibqualität zu verbessern, wird mit der Einrichtung nach der genannten USA-Patentschrift durch entsprechend gesteuerte Beaufschlagung des Schwingungserzeugers für die Düse und der Ladeelektrode ein Teil der Tintentropfen aufgeschieden, indem sie eine Ablenkung erfahren, durch die sie nicht auf das zu bedruckende Papier, sondern auf einen vor demselben angeordneten Tintentropfenabscheider gelangen.

Es ist auch ein Zeichendrucker bekannt (USA-Patentschrift 3 298 030), der mittels eines Tintenstrahles druckt. Bei diesen Drucker wird die Ladeelektrode mit Impulszügen derart beaufschlagt, daß die einzelenen Tintentropfen entsprechend der zu druckenden Information, d. h. entsprechend einer zu erwartenden Ablenkung aufgeladen werden, wobei die für die Darstellung der Information nicht benötigten Tintentropfen eine Aufladung erhalten, durch sie nicht auf das zu bedruckende Papier sondern in einen Tintentropfenabscheider gelangen. Um ein Zeichen zu drucken, muß , da die Ablenkung des Tintentropfens nur in einer Ebene erfolgt, eine Relativbewegung zwischen dieser Ebene und dem Aufzeichnungsträger erfolgen.

Bei diesen bekannten Txntenstrahldruckern wird die Ladung der einzelnen Tropfen verändert, während das Ablenkfeld konstant bleibt, weil die für die Durchquerung eines praktikablen Ablenkfeldes erforderliche Zeit im Vergleich zum Abstand der einzelnen Tropfen zu lang ist, um eine geeignete Ablenkung der einzelen. Tropfen zu erhalten. Deshalb müssen mehrere Tropfen gleichzeitig

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ablenkt werden und die einzige für einen gegebenen Tropfen spezifische Variable ist seine Ladung. Dies ruft den Nachteil hervor, daß die Ladung in analoger Art zu verändern ist und eine unabhängige elektrostatische Ablenkung der Tropfen nur in einer Ebene erfolgt, d. h. eindimensional ist.

Durch die USA-Patentschrift 3 500 436 ist ein Tintenstrahldrukker bekannt, der entsprechend der zu druckenden Information geladene und ungeladene Tintentropfen gleicher Größe erzeugt, wobei die letzteren durch ein Paar an eine Gleichspannung angeschlossene Elektroden gegen eine Maske gerichtet und somit ausgeschieden werden. Im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Drucker werden die für den Druck benötigten Tintentropfen nicht in einer vertikalen, sondern in einer horizontalen Ebene ablenkt, was bedingt, daß der Aufzeichnungsträger sich statt in horizontaler in vertikaler Richtung zu bewegen hat.

Bei den beiden zuletzt beschriebenen Tintenstrahldruckern werden zwar die für den Druck nicht benötigten Tintentropfen in einer Ebene abgelenkt, die rechtwinkelig zur Ablenkebene der druckenden Tintentropfen sich erstreckt, jedoch können die letzteren, d. h. die für die Darstellung des Zeichens benötigten Tintentropfen nur in einer Ebene abgelenkt werden. Das bedeutet, daß für zweidimensionalen Darstellung eine Relativbewegung zwischen der genannten Ablenkebene und dem Aufzeichnungsträger erfolgen muß.

Durch die USA-Patentschrift 3 510 878 ist ein Tintenstrahlschreiber für die Verwendung von magnetische Teilchen enthaltender Tinte bekannt. Bei diesem Schreiber werden ein der Tintendüse vorgeschaltetes Ventil und die für die beiden Koordinaten vorgesehenen Ablenkelektroden durch Signale, die der zu schreibenden Information entsprechen, gesteuert. Wird bei diesem Schreiber das genannte Ventil nur jeweils von einem seiner Endzustände in den anderen gebracht (EIN-AUS) ist jeweils eine Serie von Tintentröpfchen erzeugbar.

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Derartige Tintenstrahldrucker benötigen zwar keine Ladeelektrode, jedoch muß, will man eine Matrix hoher Güte erzeugen, das magnetische Ablenkfeld für jeden Tropfen variiert werden, um einen richtigen Tropfenabstand zu erzeugen. Um dies zu erreichen, sind viele magnetische Ablenkelemente zwischen dem Tropfenbildungspunkt und dem Aufzeichnungsträger erforderlich. Man kann hierfür entweder ein einziges magnetisches Feld vorsehen und die Flußdichte variieren oder eine Folge von magnetischen Feldern vorsehen, die beim Vorbeigang eines jeden Tröpfchens wahlweise erregbar sind. Genau wie bei dem elektrostatischen Tintenstrahldruck erfordert somit auch der magnetische Tintenstrahldruck sehr aufwendige Steuerkreise, um eine gleichbleibende und hohe Druckgüte zu erzeugen.

Der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahldrucker nach der Hauptanmeldung, der eine zweidimensionale Ablenkung der einzelnen für den Druck benötigten Tintentropfen ermöglicht, weiter zu verbessern bzw. besonders vorteilhaft auszugestalten. Ein nach der Erfindung aufgebauter Tintenstrahldrucker erzeugt die Tropfenablenkung durch den Aufbau von Ablenkfeldern zu ausgewählten vorherbestimmten Zeitpunkten, wobei die Tröpfchen eine gleiche Ladung oder latente Magnetisierung aufweisen. Dadurch werden gegen den Aufzeichnungsträger gerichtete Bewegungsbahnen der Tröpfchen erzeugt, die abhängig sind von der Verweilzeit der einzelen Tröpfchen im genannten Ablenkfeld.

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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand von in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer Einrichtung zur Ablenkung von

Tintentropfen,

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Einflusses des einem Ablenkfeld zugeführten Signales auf die Auftreffposition der Tintentröpfchen,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung mit einem zweiten wahlweise erregbaren Ablenkfeld für eine zweidimensionale Ablenkung,

Fign. 4a + 4b eine andere dem Ablenkfeld zuführbare Kurvenform und deren Einfluß auf die Tropfenbewegungsbahnen ,

Fig. 5 ein Schema eines Tintenstrahldruckers mit einer

Tintenauffangblende für die für den Druck nicht benötigten Tröpfchen,

Fig. 6 eine Maske in Verbindung mit der Einrichtung nach Fig. 3 für den Ausschluß nicht richtig geladener und unerwünschter Tröpfchen,

Fig. 7 ein Schema eines Tintenstrahldruckers für die

Verwendung von magnetischer Tinte,

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Fig. 8 ein schema einer Einrichtung für die Ablenkung

magnetischer Tintentröpfchen, das den Ausschluß unerwünschter Tröpfchen zuläßt und

Fig. 9 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines zeit-

und amplitudenvariablen Erregungssignales für ein magnetisches Ablenkfeld und der sich daraus ergebenden Bewegungsbahnen der Tintentröpfchen.

Ein Strahl von Tintentröpfchen IO wird aus der Düse 11 (Fig. 1) ausgestoßen, der von dem Vorratsbehälter 12 aus Tinte unter Druck zugeführt wird. Die Düse und der Vorratsbehälter für die Tinte sind in bekannter Weise ausgeschaltet und es wird ein Tintenstrahl mit einem Durchmesser von ungefähr 0,025 mm erzeugt, der in der Nähe der Ladeelektrode 13 in einzelne Tröpfchen zerfällt. Da jedes Tröpfchen sich aus dem von der Düse ausgestossenen Tintenstrahl ablöst, trägt es eine elektrische Ladung. In dem gezeigten Diagramm erhält jedes Tröpfchen eine gleichgroße Ladung, wonach die Tröpfchen ein Paar Ablenkelektroden 14, 15 passieren, die mit unterschiedlicher Polarität an den Ablenksignalgenerator 16 angeschlossen sind. Derselbe beaufschlagt die Elektroden 14, 15 periodisch, um ein quer zur Bewegungsbahn der Tröpfchen gerichtetes elektrostatisches Feld von angezeigter Polarität aufzubauen. Der Ablenksignalgenerator 16 erzeugt Impulse von Rechteckwellenform, deren Amplitude zwischen Null und einem positiven Wert variiert. Es ist eine derartige Synchronisation vorhanden, daß die Ablenkplatten anfangs ungeladen sind und die Tröpfchen gruppenweise gebildet werden. Wenn das erste Tröpfchen einer Gruppe das Ende der Ablenkelektroden 14, 15 erreicht und zwischen denselben austritt ist gerade das letzte Tröpfchen dieser Gruppe zwischen die beiden Platten eingetreten. Zu diesem Zeitpunkt ist zwischen den Ablenkelektroden 14, 15 vom Ablenksignalgenerator 16 aus ein elektrisches Feld von einer bestimmten Größe aufgebaut und bleibt erhalten bis das letzte Tröpfchen dieser Gruppe das rechte Ende der Ablenkelektroden erreicht.

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Wenn dies geschieht, ist jedes der mit gleicher Ladung versehenen Tröpfchen der Gruppe durch das zwischen den Ablenkelektroden 14, 15 bestehende elektrische Feld während unterschiedlicher Zeitintervalle beeinflußt. Das erste Tröpfchen der Gruppe, das die. Ablenkelektroden verläßt/ ist dem elektrischen Feld am kürzesten ausgesetzt und das letzte Tröpfchen am längsten, da es während des gesamten Passierens der Ablenkelektroden dem elektrischen Feld ausgesetzt ist. Dazwischenliegende Tröpfchen in der Gruppe werden durch das elektrische Feld unterschiedliche Zeitspannen beeinflußt und erhalten eine Quergeschwindigkeitskomponente, die proportional dem Zeitintegral des elektrischen Feldes, dem sie ausgesetzt sind, ist. Da dieselben eine im wesentlichen konstante Geschwindigkeit aufweisen, ergibt sich wiederum Proportionalität zum Entfernungsintegral des elektrischen Feldes beginnend in der Lage der Tröpfchen zum Zeitpunkt des Einschaltens des elektrischen Feldes bis zum Ende des elektrischen Feldes. Das erste Tröpfchen erfährt nur eine geringe und gar keine Ablenkung, wenn es.das Feld verläßt zu einer Zeit, zu der das Feld aufgebaut ist, wobei das letzte Tröpfchen voll abgelenkt wird, da es während seines Passierens der gesamten Länge der Ablenkelektroden dem elektrischen Feld ausgesetzt ist. Die gleichförmig voneinander beabstandeten dazwischenliegenden Tröpfchen erhalten gleichgroße Zunahmewerte für die Quergeschwindigkeit, weil die elektrische Feldverteilung über die gesamte Länge der Ablenkelektroden 14 und 15 gleichförmig ist. Nach dem Durchwandern der Bewegungsbahnen gegen das Aufzeichnungspapier (nicht gezeigt) sind die abegelenkten Tröpfchen in einer Linie angeordnet. Die Ablenkelektroden sind von einer Länge, um einer ausreichenden Anzahl von Tröpfchen ein Ablenken zu gestatten, um eine Linie innerhalb einer matrixförmigen Anordnung der Tröpfchen erzeugen zu können.

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Wenn der ankommende Strahl von Tintentröpfchen kontinuierlich ist und gleichförmig voneinander beabstandete Tröpfchen aufweist, wird eine neue Gruppe zwischen die Ablenkelektroden 14, 15 etwa zu der Zeit gebracht, zu welcher der letzte Tropfen der vorangegangenen Gruppe von Tröpfchen die Ablenkelektroden verlassen hat. Dieser zweiten Gruppe von Tröpfchen wird eine Linienablenkung erteilt, weil das Ablenkfeld nun infolge der Beendigung des Rechteckwellensignales vom Ablenksignalgenerator 16 auf Null reduziert ist. Der unterschied zu der zweiten Gruppe von Tröpfchen ist darin zu sehen, daß das letzte Tröpfchen in dieser Gruppe nur eine geringe oder gar keine Ablenkung erhält, weil das zwischen den Ablenkelektroden herrschende elektrische Feld etwa zu dem Zeitpunkt abfällt, an derci diese Gruppe zwischen die Ablenkelektroden eintritt. Das forderste Tröpfchen dieser Gruppe wird voll abgelenkt, weil das elektrische Feld etwa während der gesamten Durchquerungsaeit aufgebaut war. In ähnlicher Weise werden die dazwischenliegenden Tröpfchen um proportionale Werte abgelenkt. Somit wird die Ablenkrichtung für die zweite Gruppe von Tröpfchen umgekehrt.

Wenn eine dirtte Gruppe von Tröpfchen folgt, die normal beabstandet zur zweiten Gruppe ist, tritt sie zwischen die Ablenkelektroden 14, 15 ein, wenn das elektrische Feld auf Null abgefallen ist und wird abgelenkt, wenn das Feld wieder durch den nächsten positiven Rechteckwellenimpuls vom Äblenksignalgenerator 16 eingeschaltet wird» Das Ergebnis ist sine Richtungsumkehr der vertikalen Ablenkung. Natürlich kann auch statt in vertikaler Richtung in horizontaler Richtung hin und her abgelenkt werden? wenn die Ablenkelektroden um 30 Grad gegenüber der gezeigten Anordnung versetzt sind.

Fig. 2 stellt die Beziehungen zwischen der Ablenkung einer Gruppe von Tröpfchen, wie weiter oben bereits beschrieben, und dem Rechteckwellensignal, das den Ablenkslsktrodea 14, 15 zugeführt wird, dar. Es ist ersichtlich, daß dia Tröpfchen proportional in

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einer Richtung abgelenkt werden, wenn das Rechteckwellensignal vorhanden ist, um eine Querablenkung zu erzeugen und die Tröpfchen werden in entgegengesetzter Richtung abgelenkt, wenn die Ablenkspannung zu Null zurückkehrt.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Schema werden die Tröpfchen in einer Dimension hin und her abgelenkt, und zwar in der vertikalen. Da alle Tintentröpfchen gleichgroß aufgeladen sind, ist es möglich, wenn erforderlich, eine andere Ablenkrichtung durch das Passieren eines zweiten Paares von Ablenkelektroden zu erzeugen, das beispielsweise rechtwinkelig zum ersten Paar von Ablenkelektroden angeordnet ist. Mit dieser Technik kann eine matrixartige Ablenkung erzeugt werden, ohne das zu bedruckende Papier bewegen zu müssen. In Fig. 3 ist eine Ablenkeinrichtung mit zwei Paaren von Ablenkelektroden gezeigt. Der Strahl gleich aufgeladener Tintentröpfchen wird genau wie bei der Einrichtung nach Fig. 1 erzeugt. Dieser Strahl wird zwischen ein erstes Paar von Ablenkelektroden 20, 21 gerichtet, die mit dem Rechteckwellenerzeuger 23 verbunden sind, der dem Ablenksignalgenerator 16 der Fig. 1 ähnelt. Die Tintentröpfchen werden hin und her abgelenkt in einer Dimension, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß die Ablenkrichtung infolge der Anordnung der Ablenkelektroden 20, 21 in der Horizontalen liegt. Die abgelenkten und die Ablenkelektroden 20, 21 verlassenden Tintentröpfchen passieren ein zweites Paar von Ablenkelektroden 24, 25, durch die sie in einer aanderen Richtung, nämlich in der Vertikalen abgelenkt werden, und zwar relativ langsam. Infolge der relativen Langsamkeit dieser Ablenkung ist die Tropfendurchquerungszeit nicht kritisch, so daß dieser Ablenkvorgang durch ein Feld hervorrufbar ist, das durch eine Sägezahnspannung erzeugbar ist, die der mit den Ablenkelektroden 24, 25 verbundene Ablenksignalgenerator 26 liefert. Das Ablenken erfolgt somit in ähnlicher Weise wie bei einer üblichen Kathodenstrahlröhre. Die Durchquerungszeit der Tintentröpfchen durch die Ablenkelektroden 24, 25 be-

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wirkt eine Verzögerung der Ablenkung und verzerrt dieselbe für eine Zeitperiode, die gleich ist der Durchquerungszeit in der Nähe des Beginns und des Ende jener Ablenkelektroden. Diese Effekte können unwirksam gemacht werden durch ein Erzeugen der Sägezahnspannung, beginnend vor dem Eintritt des ersten aktiven Tintentröpfchens einer kompletten Rasterablenkung in das elektrische Feld zwischen dem zweiten Paar von Ablenkelektroden 24, 25 und beendigend nur nachdem das letzte aktive Tintentröpfchen zwischen denselben ausgetreten ist.

Die Ablenkspannung des Ablenksignalgenerators 26 muß nicht unbedingt eine Sägezahnspannung sein. Ein stufenförmiges Ablenkspannungssignal, so wie es den Ablenkelektroden 20, 21 zugeführt wird, ist ebenfalls für die Ablenkelektroden 24, 25 verwendbar, wenn dieselben lang genug sind, um alle Tintentröpfchen der Matrix aufzunehmen. Gleichgültig ob für die Ablenkung eine Sägezahnspannung oder eine Stufenspannung verwendet wird, wird ein zickzackförmiges Raster auf dem zu bedruckenden Papier 27 (Fig. 3) erhalten.

Bisher wurde angenommen, daß der Ablenksignalgenerator gleichförmig voneinander beabstandete Rechteckwellenimpulse erzeugt und daß die aufgeladenen Tintentröpfchen kontinuierlich erzeugt werden. Daraus ergab sich das zickzackförmige Raster auf dem zu bedruckenden Papier 27. Wenn die Tintentröpfchen in Gruppen erzeugt werden, von einer Länge, die ausreicht, um eine Linie innerhalb der Matrix bei einem Abstand zwischen den einzelnen Tintentropf engruppen zu erzeugen, ist es klar, daß parallele Linien mit einer einzigen Ablenkrichtung erzeugt werden können. Für diese Art der Rasterabfühlung ist in den Figuren 4a und 4b eine andere Tröpfchensteuerung dargestellt.

In den Figuren 4a und 4b ist eine Technik für ein Auseinanderziehen der Linienlänge in einer Matrix dargestellt, wobei die Ablenkelektroden die halbe Länge einer Tintentröpfchengruppe aufweisen, die eine Matrixlinie im Druck erstellen kann. Dies

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wird erreicht durch ein Rechteckwellensignal, das abwechselnd positiv und negativ auftritt im Hinblick auf ein Nullpotential, wie in Fig. 4a dargestellt ist. Die Zeit ist in diesem Beispiel in zwei gleiche Abschnitte unterteilt, deren Anfänge und Enden mit ti, t2, t3, t4 bezeichnet sind. In Fig. 4b ist ein Paar Ablenkelektroden 30, 31 dargestellt, zwischen denen aufeinanderfolgende Gruppen von Tintentröpfchen entgegen einen nichtgezeigten Aufzeichnungsträger hindurchpassieren. Wird die Gruppe von Tintentröpfchen betrachtet, die durch dicke Linien dargestellt ist, wird zum Zeitpunkt ti ein positives Rechteckwellensignal den Ablenkelektroden 30, 31 zugeführt, das bis zum Zeitpunkt t2 anhält. Wie aus Fig. 4b hervorgeht tritt gerade das erste Tröpfchen der Gruppe von geladenen Tintentröpfchen in das Ablenkfeld ein und ist demselben und somit der Schwerkraft während des Passierens der gesamten Elektrodenlänge ausgesetzt. Von den folgenden drei Tröpfchen erhält ein jedes eine Ablenkkraft für ein geringfügig kleineres Zeitintervall und der fünfte Tropfen der Gruppe beginnt gerade in das Ablenkfeld einzutreten zum Zeitpunkt t2, d. h., wenn das Rechteckwellensignal beendet ist. Jedes der ersten vier Tintentröpfchen hat somit eine unterschiedliche Quergeschwindigkeitskomponente während des Hindurchganges durch das Feld erhalten und während der Zeit die erforderlich ist, bis das fünfte Tintentröpfchen das Ende des Ablenkfeldes erreicht hat. Das letztere ist nicht aufgebaut, so daß die letzten fünf Tintentröpfchen keinen Querkräften ausgesetzt sind. Jedoch zur Zeit t3 wird den Ablenkelektroden ein negatives Rechteckwellensignal zugeführt und da die letzten vier Tintentröpfchen in solch einem Feld verbleiben, erhalten sie eine Quergeschwindigkeitskomponente in einer Richtung, die entgegengesetzt ist zu denen der ersten vier Tintentröpfchen. Das Mittentröpfchen einer Gruppe ist keiner Ablenkkraft ausgesetzt, da das Ablenkfeld beendet ist, wenn dieses Tröpfchen zwischen die Ablenkelektrode 30, 31 eintritt und da das Feld aufgebaut war, als dieses Tintentröpfchen die Ablenkelektroden verlassen hat. Mit dieser Technik kann auf dem zu bedruckenden Papier eine längere Matrix erzeugt werden.

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Die bisherige Beschreibung läßt erkennen, daß eine Gruppe von Tintentröpfchen in Gruppen erzeugt werden sollte, um mit der regelmäßig zurücklaufenden Ablenkfelderzeugung zusammenzufallen. In Fig. 5 ist dargestellt, wie Tintentröpfchen kontinuierlich gebildet werden und danach wahlweise eliminiert werden, um Gruppen zu formen oder um Lücken innerhalb einer Gruppe zu bilden, die erforderlich sein können für eine Matrixlinie eines zu drukkenden Zeichens. Die Tintentröpfchen werden kontinuierlich aus der Düse 35 ausgestoßen und passieren die Ladeelektroden 36, und dann die Ablenkelektroden 38, 39 während sie sich gegen das zu bedruckende Papier bewegen. Die Ladeelektroden 36 sind jedoch intermittierend gesteuert, um Ladungen nur auf bestimmten ausgestoßenen Tintentröpfchen zu erzeugen. Die ungeladenen Tintentröpfchen können nach dem Passieren des Ablenkfeldes aus ihrer normalen Flugbahn nicht ablenkt werden und treffen somit in der Tintenauffangblende 41 ein, die bekannter Art ist und über eine Vakuumpumpe mit dem Tintenreservoir in Verbindung steht. Jene Tröpfchen, die geladen sind, werden in Übereinstimmung mit der den Ablenkelektroden 38, 39 zugeführten Spannung abgelenkt. Bei der dargestellten Einrichtung wird vorzugsweise an die Ablenkelektroden 38, 39 eine Vorspannung angelegt, um alle geladenen Tintentröpfchen über die Tintenauffangblende 41 hinweg abzulenken. Das sugeführte Steuersignal überlagert das Vorspannungssignal, um die gewünschte Tropfenablenkung zu erzielen»

Es wurde weiter oben bemerkt, daß die Ladespannung für die Tintentröpfchen der Ladeelektrode eher asynchron als synchron zugeführt wird. Damit ist gemeint, daß die Ladespannung nicht in seitlicher Übereinstimmung mit dem Ablösen eines jeden Tintentröpfchen von, dem aus der Düse ausgestoßenen Strahl erfolgt. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, treten die Tintentröpfchen aus der Düse 35 aus und bilden Tröpfchen in der Nähe der Ladeelek-

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trode 36, die durch die Ladeschaltung 37 gesteuert wird. Die Ladeschaltung 37 bildet ein binäres Signal (Ladung oder keine Ladung) für die Zeit, die notwendig ist, um die Tintentröpfchen aufzuladen, die erforderlich sind für das Erzeugen einer Matrixlinie auf dem zu bedruckenden Papier. Da sowohl die geladenen als auch die ungeladenen Tintentröpfchen sich gegen das zu bedruckende Papier 40 bewegen, passieren sie zwei Paare von rechtwinkelig gegeneinander versetzt angeordneten Ablenkelektroden. Ein Paar sind die Auswahlelektroden 42, 43, welche durch die Auswahlspannungsschaltung 44 gesteuert werden. Diese Schaltung bildet im wesentlichen eine kontinuierliche Vorspannung, die den Effekt hat, daß alle geladenen Tintentröpfchen von den ungeladenen abgelenkt werden. Gleichzeitig bewegen sich alle Tintentröpfchen zwischen vertikal angeordneten Ablenkelektroden 38, 39 hindurch, die durch das zeitabhängige EIN-AUS-Ablenksignal, wie weiter oben in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4 beschrieben wurde, gesteuert werden. Zwischen das zu bedruckende Papier 40 und die Auswahlelektroden 42, 43 und die Ablenkelektroden 38, 39 ist die Maske 45 gesetzt, welche die Auffangöffnung 46 und die Drucköffnung 47 aufweist. Die Auffangöffnung 46 ist mit der Leitung 48 verbunden, die zu dem nichtgezeigten Tintenreservoir zurückführt. Die Maske 45 ist mit ihrem unteren Ende mit dem Sammelkanal 50 verbunden, der über die Leitung 51 auch an das Tintenreservoir angeschlossen ist.

Bei der Einrichtung nach Fig. 6 werden die aus der Düse 35 ausgestoßenen Tintentröpfchen entweder geladen oder nicht geladen in Abhängigkeit davon, ob sie für den Druck erforderlich sind oder nicht. Diejenigen Tintentröpfchen, die gewünscht sind, sind alle gleichgroß aufgeladen, während jene die nicht erforderlich sind, keine Ladung aufweisen. Da die kontinuierliche Folge von Tintentröpfchen durch das zwischen den Elektroden 42, 43 aufgebaute elektrische Feld sich hindurchbewegen muß, werden jene Tröpfchen, die eine Ladung tragen, gegen die Drucköffnung 47 in der Maske 45 abgelenkt.

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Die ungeladenen Tintentröpfchen bewegen sich gegen die Auffangöffnung 46 und kehren über die Leitung 48 in das Reservoir zurück. Da das Laden asynchron erfolgt, können einige Tintentröpfchen ihre Ladung während einer Zeit erhalten haben, in der die Spannung an den Platten 36 von Null zum Höchstwert sich änderte oder umgekehrt, wodurch sie vollgeladen oder gar ungeladen sind. Diese Tintentröpfchen werden beim Hindurchgang zwischen den Elektroden 42, 43 nur teilweise aus der Flugbahn zur Auffangöffnung 46 gegen die Drucköffnung 47 abgelenkt und treffen somit auf die Maske 45 im Bereich zwischen den beiden genannten öffnungen auf, wonach sie In den Sammelkanal 50 abfließen. Wenn die vollaufgeladenen Tintentröpfchen die vertikalen Ablenkelektroden 38, 39 erreichen, ist das gewünschte Zeitablenkungssignal aufgebaut oder abgebaut, um die erforderliche vertikale Änderung in der Flugbahn zu erzeugen. Diese Tröpfchen gelangen durch die Drucköffmmg 47 hindurch und schlagen auf das zu bedruckende Papier 40 auf. Die Ablenkelektroden 38, 39 werden wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben gesteuert.

Die Technik der zeitabhängigen Ablenkung der Tintentröpfchen ist auch anpassbar an einen Druck mit magnetischer Tinte, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Die magnetische Tinte wird von der Druckquelle 60 der Düse 661 zugeführt und aus derselben in Form eines Strahles ausgestoßen, der anschließend in einzelne Tröpfchen zerfällt. Die Tintentröpfchen sind jedoch nicht geladen wie im Falle von elektrostatischer Ablenkung. Die Tintentröpfchen werden zwischen die Polstücke 62 des Elektromagneten 63 gerichtet, der durch die Wicklung 64 für ausgewählte Zeitabschnitte erregt wird, um jedes Tintentröpfchen innerhalb einer Gruppe bei seiner Bewegung entlang seiner normalen Flugbahn während unterschiedlicher Dauer einer Querkraft auszusetzen. Die Erregung wird durch den intermittierend gesteigerten Signalgenerator 65 ausgeführt. Während ihres Fluges treten die Tintentröpfchen in das magnetische Feld des Elektromagneten 63 ein und erhalten eine Querkraft in der Richtung des

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Weges der größeren Flußdichte. Mit anderen Worten, die Querkraft geht abwärts und die Ablenkung erfolgt nach Maßgabe von der Zeit, die ein jedes Tintentröpfchen der auftretenden Kraft ausgesetzt ist. Wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben ist, kann, wenn aufeinanderfolge Gruppen von Tröpfchen gebildet und durch ein magnetisches Feld gerichtet werden, ein Signal, wie beispielweise eine regelmäßig auftretende Rechteckwelle, benutzt werden, um aufeinanderfolgende parallele Linien auf dem zu bedruckenden Papier 66 zu erzeugen, wenn dasselbe quer zum Strahl bewegt wird.

Da es praktischer ist, magnetische Tintentröpfchen kontinuierlich zu erzeugen, müssen die ungewünschten Tintentröpfchen beseitigt werden. Eine Technik für das wahlweise Ausscheiden ist in Fig. 8 dargestellt. Tröpfchen von magnetischer Tinte werden durch die Düse 61 gebildet und zwischen die Polstücke 62 des Elektromagneten 63, der die Wicklung 64 aufweist, gerichtet. Die Wicklung wird durch den Ablenksignalgenerator 65 gesteuert. Die Tintentröpfchen besitzen eine normale Flugbahn, durch die sie auf dem zu bedruckenden Papier 66 an gewünschten Punkten auftreffen. In dieser Hinsicht ist der Aufbau nach Fig. 8 ähnlich dem nach Fig. 7. Jedoch um die Auswahl von Tintentröpfchen zu erzielen, ist der horizontale Auswahlelektromagnet 67 vorgesehen, dessen Polstücke 68 an gegenüberliegenden Seiten über und unter der Tropfenflugbahn liegen. Der Auswahlelektromagnet 67 besitzt die Steuerwicklung 69, die mit einer geeigneten Signalquelle für das intermittierende Zuführen eines Erregungsstromes verbunden ist, um ein magnetisches Feld um die Tropfenflugbahn herum aufzubauen. Der Auswahlelektromagnet 67 besteht aus einem dünnen ferromagnetischen Material, das dünner ist als die Tropfenteilung, so daß der Auswahlmagnet bei seiner Erregung nur auf einen einzigen Tropfen einwirkt. Da die Tintentröpfchen entlang ihrer normalen Flugbahn den Auswahlelektromagnet passieren, kann derselbe intermittierend erregt werden. Dadurch wird eine Ablenkung nach links infolge des Flußgradienten erzeugt, der die ausgewählten Tröpfchen ausreichend von den

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gewünschten Tröpfchen abrückt, um in die Tintenauffangblende 70 zu gelangen. Die gewünschten Tröpfchen bewegen sich weiter zwischen den Polstücken 62 des Elektromagneten 63 hindurch, so daß dieselben abgelenkt werden in Abhängigkeit von der Zeit, die sie dem Feld des Elektromagneten 63 ausgesetzt sind. Die aus ihrer normalen Plugbahn durch den Auswahlelektromagneten 67 ausgewählten Tintentröpfchen werden ebenfalls durch den Elektromagneten 63 vertikal beeinflußt, jedoch ist die Tintenauffangblende 70 in vertikaler Richtung ausreichend lang,, um solche abgelenkten Tintentröpfchen aufzufangen.

Unter bestimmten Umständen, insbesondere beim Ablenken von magnetischer Tinte, kann die Größe der Tropfenabweichung, die von einem Elektromagnet erzeugt wird, nicht ausreichen, um die Länge der gewünschten Matrixlinie zu erzeugen. Dies kann eintreten infolge der elektromagnetischen Eigenschaften oder des Mangels von Zwischenraum !zwischen der Düse und dem zu bedruckenden Papier. Eine Technik für das Ausdehnen der Ablenkentfernung besteht darin, ein Sägesahnsignal dem Zeitfolgeablenksignal zu überlagern, das dem vertikalen Ablenkmagneten zugeführt wird. Dies ergibt natürlich eine größere Querkraft auf die Tintentröpfchen während sie dem magnetischen Feld ausgesetzt sind_e Das Ablenksignal kannlänger sein als die Zeit, welche ein Tintentröpfchen für das Passieren des magnetischen Feldes erfordert. Es soll nicht unerwähnt bleiben, daß solch eine Technik in gleicher Weise anwendbar ist für die elektrostatisch wirkende Einrichtung nach Fig. 1. Obwohl ein Sägesahnsignal in Fig» 9 gezeigt ist, sind auch andere Signalformen verwendbar, um die gewünschte Tropfenablenkung zu erzielen.

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Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Tintenstrahldrucker mit einer einen Tintenstrahl in Richtung auf den Aufzeichnungsträger ausstoßenden Düse, zwei zueinander rechtwinkelig angeordneten Paaren von Ablenkelektroden für die horizontale und die vertikale Ablenkung des Tintenstrahls und einer Vorrichtung zum Unterdrücken der für den Druck nicht erforderlichen Tinte, nach Patentanmeldung P 23 27 980.3, mit einer Länge der Ablenkelektroden, die ausreicht für die Ablenkung eines Strahles von Tintentropfen zum Schreiben einer Linie, die gleich ist der in Richtung dieser Linie sich erstreckenden Rasterabmessung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelektroden (30, 31) halb so lang wie eine eine maximale Rasterlinie erzeugende Tintentröpfchengruppe sind und von einem Rechteckwellensignal beaufschlagt werden, dessen Länge gleich ist der Zeit, die eine vorgegebenen Tintentröpfchengruppe für das Passieren der Ablenkelektroden (30, 31) benötigt, und das in drei gleichgroße Abschnitte (ti, t2; t2, t3; t3, t4) unterteilt ist, die aufeinanderfolgend positives Potential, Nullpotential und negatives Potential aufweisen.
2. 2. Tintenstrahldrucker mit einer einen Tintenstrahl in Richtung auf den Aufzeichnungsträger ausstoßenden Düse, zwei zueinander rechtwinkelig angeordneten Paaren von Ablenkelektroden für die horizontale und die vertikale Ablenkung des Tintenstrahls und einer Vorrichtung zum Unterdrücken der für den Druck nicht erforderlichen Tinte, nach Patentanmeldung P 23 27 980.3, mit einer Länge der Ablenkelektroden, die ausreicht für die Ablenkung eines Strahles von Tintentropfen zum Schreiben einer Linie, die gleich ist der in Richtung dieser Linie sich erstreckenden Rasterabmessung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeelektrode (36) nur die für den Druck erforderlichen Tintentröpfchen auflädt, daß zwischen den Ablenkelektroden (38, 39, 42, 43) und dem zu bedruckenden Papier (40) eine Maske (45) angeordnet ist,

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   die zwei öffnungen (46, 47) aufweist, von denen die eine (47) in der Flugbahn der geladenen Tintentröpfchen sich befindet und die andere (46) in der Flugbahn der ungeladenen, wobei sowohl die zuletztgenannte öffnung (46) als auch die am unteren Ende der Maske (45) angeordnete Rinne (50) an das Tintenreservoir angeschlossen sind.
3. 3. Tintenstrahldrucker mit einer einen Tintenstrahl in Richtung auf den Aufzeichnungsträger ausstoßenden Düse, zwei zueinander rechtwinkelig angeordneten Paaren von Ablenkelektroden für die horizontale und die vertikale Ablenkung des Tintenstrahls und einer Vorrichtung zum Unterdrücken der für den Druck nicht erforderlichen Tinte nach Patentanmeldung P 23 27 980.3, mit einer Länge der Ablenkelektroden, die ausreicht für die Ablenkung eines Strahles von Tintentropfen zum Schreiben einer Linie, die gleich ist der in Richtung dieser Linie sich erstreckenden Rasterabmessung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von magnetische Teilchen enthaltender Tinte ein Auswahlelektromagnet (67) mit seinem Luftspalt in der Flugbahn der Tintentröpfchen angeordnet ist, derart, daß seine Polstücke (68) oberhalb und unterhalb der Flugbahn liegen, so daß bei seiner Erregung die passierenden Tintentröpfchen in eine Tintenauf fangblende (70) abgelenkt werden, daß zwischen dem Auswahlelektromagneten (67) und dem zu bedruckenden Papier (66) ein Ablenkelektromagnet (63) angeordnet ist für ein Ablenken der für den Druck erforderlichen Tintentröpfchen in einer Ebene, die senkrecht zur Ablenkebene des Auswahlelektromagneten (67) verläuft und daß die Polstücke (62) dieses Ablenkelektromagneten (63) in einer horizontalen Ebene beiderseits der Flugbahn verlaufen·

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4. 4. Tintenstrahlsrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ablenkelektrodenpaare (38, 39 und

   42, 43) in der Flugbahn der Tintentröpfchen gesehen nicht versetzt angeordnet sind.
5. 5. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Auswahlelektromagneten (67) dünner
   ist als die Teilung der Tintentröpfchen.

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