DE2560574C2 - Verfahren zur Steuerung der Tröpfchengeschwindigkeit in einem Tintentröpfchendrucker, und zur Ausübung dieses Verfahrens geeigneter Drucker - Google Patents

Verfahren zur Steuerung der Tröpfchengeschwindigkeit in einem Tintentröpfchendrucker, und zur Ausübung dieses Verfahrens geeigneter Drucker

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. einen Tintentröpfchendrucker nach dem Oberbegrif des Anspruchs 2.
  • Ein solches Verfahren und ein solcher Tintentröpfchendrucker sind bekannt (DE-OS 21 32 082; US-PS 36 83 212). Beim Drucken mit Tröpfchen ist es notwendig, das Volumen der einzelnen Tröpfchen exakt zu steuern, so daß von allen Düsen der Düsenbatterie Abdrucke gleicher Größe auf den Träger, also dem Druckpapier, erzeugt werden. Das geschieht dadurch, daß die Energie des Treibpulses entsprechend eingestellt wird. Es ist auch bereits daran gedacht worden, durch entsprechende Steuerung der Impulsenergie unterschiedliche Schattierungen zu erzeugen.
  • Aus der Technik der Nadeldrucker mit kontinuierlicher Relativbewegung zwischen Aufzeichnungsträger und Schreibkopf ist es bekannt, daß zur Erzielung eines einwandfreien Schriftbildes dafür gesorgt werden muß, daß die zu einer Spalte gehörenden Nadeln des Schreibkopfes gleichzeitig auf den Auszeichnungsträger auftreffen (DE-OS 22 52 767); das Entsprechende gilt selbstverständlich auch für Tintentröpfchendrucker. Wegen der relativ großen Toleranzen bei der Herstellung von Piezokristallen ist es notwendig, eine Abgleichmöglichkeit innerhalb eines erheblichen Bereichs zu schaffen. Üblicherweise beeinflussen Abgleichsmaßnahmen den Energieinhalt des Impulses, so daß nach Erzielung eines sauberen Druckbildes wieder ein neuer Abgleich zur Erzielung eines gleichmäßigen Druckbildes, eventuell mit mehreren Graustufen, erforderlich wird, der seinerseits wieder das saubere Druckbild beeinträchtigt, so daß der Abgleichvorgang ein iterativer Prozeß wird, dessen Ausgang zweifelhaft ist und der auf jeden Fall für eine industrielle Fertigung einen unvertretbaren Aufwand darstellt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Möglichkeit anzugeben, den erforderlichen Abgleich zur Erzielung geeigneter Austrittsgeschwindigkeiten von Tintentröpfchen aus einer Düsenbatterie unabhängig vom Energieinhalt der Treibimpulse zu machen.
  • Ausgehend von dem bekannten Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführte Maßnahme gelöst.
  • Bei einem Drucker zur Durchführung des bekannten Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2 wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 2 aufgeführte Maßnahme gelöst.
  • Eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Anspruch 3.
  • Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß die mit einer Änderung der Anstiegszeit verbundene Änderung der Form des Druckimpulses (oder Volumenverminderungsimpulses) hauptsächlich Einfluß auf die Geschwindigkeit des ausgestoßenen Tropfens hat, während das Volumen und damit die Größe des erzielten Punktes nicht nennenswert beeinflußt werden, und umgekehrt eine Änderung der Impulsspannung das Volumen und damit die Größe des abgedruckten Punktes beeinflußt, aber die Austrittsgeschwindigkeit des Tröpfchens praktisch unbeeinflußt läßt. Durch Ausnutzung der Eigenkapazität der Piezokristalle als Teil eines RC-Kreises zur Steuerung der Anstiegszeit läßt sich die Steuerung der Anstiegszeit auch auf sehr einfache Weise verwirklichen, indem nämlich dem Kristall jeweils ein variabler Reihenwiderstand vorgeschaltet wird.
  • Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Tintentröpfchendruckersteuerung nach der Erfindung und
  • Fig. 2 ein Schaltbild einer Treiberschaltung zur Verwendung in der in Fig. 1 dargestellten Steuerung.
  • Fig. 1 zeigt schematisch ein Blockschaltbild der Steuerung eines Tintentröpfchendruckers. Eine Quelle 101 für alphanumerische Zeichen ist an einen Dekoder 102 angeschlossen. Diese Quelle kann das Ausgangssignal von einer elektrischen Schreibmaschine, ein Computerausgang oder eine andere Quelle für alphanumerische Zeichen sein. Der Dekoder 102 liefert die erforderliche Informtion, um das jeweilige alphanumerische Zeichen in einem Sechs-Bit-Kode darzustellen. Die sechs Bits der Information oder Adressen werden einem Zeichengenerator 103 zugeführt. Punktmatrix-Zeichengeneratoren für vierundsechzig Zeichen in einer 5 × 7 Bit-Matrix sind im Handel von vielen Lieferanten erhältlich. Der Zeichengenerator wird ferner mit Taktimpulsen aus dem Taktgeneraor 104 gespeist. Die Taktimpulse werden ebenfalls der Treiber-Schaltung 106 zusammen mit den sieben Ausgangssignalen des Zeichengenerators 103 zugeführt. Die sieben Ausgangssignale der Treiber-Schaltung 106 werden sieben Kristallen 21 bis 27, die den einzelnen Tintenklammern des Tintentröpfchendruckers zugeordnet sind, zugeführt. Die Treiberschaltung 106 steuert die verschiedenen Kristalle 21 bis 27 an, um die gewünschten Punkte zur Bildung alphanumerischer Zeichen abzuschicken.
  • Die Fig. 2 dient der Erläuterung der Treiberschaltung für jeden der Kristalle. Die sieben Ausgänge des Zeichengenerators sind jeweils mit einem Eingang von sieben einzelnen UND-Gattern 105 verbunden, deren zweiter Eingang mit einem Steuersignal beaufschlagt wird, das durch die Taktimpulse gesteuert wird. Die Ausgänge der UND-Gatter sind jeweils über getrennte Widerstände 110 an die Basiselektroden getrennter NPN-Transistoren 111 geführt. Die Emitter-Elektroden der Transistoren 111 sind geerdet. Jeder der Kristalle 21 bis 27 ist einseitig geerdet und ist andererseits in Serie mit jeweils einem veränderbaren Widerstand RC 61 bis RC 67 an die Kollektor-Elektrode eines der Transistoren 111 angeschlossen. Jede Kollektor-Elektrode ist ferner an eine 130-Volt-Quelle über einen zugehörigen 10 K Widerstand 112 angeschlossen. Die Transistoren 111 sind alle jeweils Hochspannungstransistoren kleiner Leistung.
  • Die Punktgröße und Geschwindigkeit, mit der geschrieben wird, kann elektronisch auf verschiedene Weise gesteuert werden. Beispielsweise läßt sich das durch Änderung des Energieinhaltes des Steuerimpulses oder durch Änderung der Impulsform bei im wesentlichen ungeänderten Energieinhalt erreichen. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 dient zur Steuerung der Punktgröße und Geschwindigkeit durch Änderung der Form des Steuerimpulses und im einzelnen durch Veränderung der Anstiegszeit des Steuerimpulses, was eine Änderung der Zeit, in der die Spannung an die Kristalle gelegt wird, bedeutet. Die Kristalle 21-27 besitzen eine Eigenkapazität in Abhängigkeit von ihrer Konstruktion und Geometrie. Wird die 130-Volt-"Quellen"-Spannung durch den Schaltvorgang eines der Transistoren 111 angelegt, so verhält sich die Schaltung wie ein RC-Glied, wobei die Widerstände RC 61 bis 67 die variablen Glieder darstellen, durch welche eine Einstellung ermöglicht wird. Die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung gestattet die Steuerung der Geschwindigkeit der ausgeschleuderten Tröpfchen von null bis zum höchsten mit Hilfe der zugeführten Quellenspannung erzielbaren Wert. Die Widerstandselemente 61 bis 67 können so variiert werden, daß sich eine Zeitkonstante im Bereich zwischen fünf und hundert Mikrosekunden einstellen läßt. Dies ist besonders vorteilhaft für die Anwendung als Buchstabenschreibgerät, bei dem die Geschwindigkeit der sieben Tröpfchen gleich sein sollte, während geringe Unterschiede im Volumen und der Größe unbedeutend sind. Die Größe der Punkte kann durch Änderung der Höhe der den Kristallen zugeführten Treibspannung geregelt werden. Eine Erhöhung der Treibspannung bewirkt größere Punkte, während eine niedrigere Treibspannung zu kleineren Punkten führt. Auf diese Weise läßt sich die Schwärzung der aufgezeichneten Buchstaben regeln. Beispielsweise läßt sich die Größe eines auf das Papier aufgebrachten Punktes aus einer Düse mit einem Durchmesser von 0,01 cm zwischen etwa 0,01 cm und 0,06 cm verändern.
  • Beim Betrieb der Anordnung kommt die Information, die bestimmt, welcher Buchstabe geschrieben werden soll, aus der Quelle 101. Diese wird in einen Sechs-Bit-Kode umgewandelt, der im Zeichengenerator 103 die richtige 5 × 7-Matrix bestimmt. Der Zeichengenerator 103 veranlaßt, daß die Treiberschaltung 106 den richtigen Kristall ansteuert, wenn die Düsenanordnung gegenüber dem Aufzeichnungsmedium sich bewegt.
  • Zu jedem Zeitpunkt, an dem ein Ansteuerimpuls abgegeben wird, tritt eine Verringerung des Tintenvolumens in einem oder mehreren der zugehörigen Tintenkammern auf, indem der zugehörige Kristall 21 . . 27 sich verformt, und schlagartig ein einziges Tröpfchen asynchron in Richtung auf das Aufzeichnungsmedium ausgestoßen wird. Dies ergibt ein Aufzeichnungssystem, das ständig bereit ist und keine Aufzeichnungen während der Ruheperioden verursacht, und zwar weder zwischen den Buchstaben während des Aufzeichnens noch im Ruhezustand der Aufzeichnungseinrichtung. Während der Vorschubbewegung des Schreibkopfes relativ zum Aufzeichnungsmedium können die gewünschten Punkte hergestellt oder unterdrückt werden. Zur Bewegung des Schreibkopfes zum Schreiben jedes Buchstabens in der X-Achse kann ein Schrittmotor in üblicher Weise benutzt werden, während die Punkte in der Y-Achse durch Auswahl der jeweils anzusteuernden Kristalle hergestellt werden können.

Claims (3)

1. Verfahren zum Steuern der Tröpfchengeschwindigkeit in einem Tintentröpfchendrucker, bei dem Tröpfchen von einer Düsenbatterie auf einen Träger zu ausgestoßen werden, wobei jedes Tröpfchen als Antwort auf einen elektronischen Ansteuerimpuls ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstiegszeit der elektronichen Ansteuerimpulse für die Düsen einzeln eingestellt wird, so daß jedem von der Batterie ausgestoßenen Tröpfchen eine geeignete Geschwindigkeit erteilt wird.
2. Tintentröpfchendrucker zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Batterie von Tintenausstoßsystemen, bestehend jeweils aus einer mit einer Düse verbundenen Tintenkammer und einem durch einen elektrischen Ansteuerimpuls verformbaren Piezokristall, der bei seiner Verformung Tinte in der Tintenkamer verdrängt und ein Tintentröpfchen aus der Düse ausstößt, dadurch gekennzeichnet, daß die für alle angesteuerten Piezokristalle (21 . . . 27) gleichzeitig erzeugten Ansteuerimpulse den einzelnen Piezokristallen (21 . . . 27) über jeweils einen zum Piezokristall (21 . . . 27) in Reihe liegenden Widerstand (61 . . . 67) variabler Größe zugeführt werden, so daß zuammen mit der Eigenkazapität des betreffenden Piezokristalls (21 . . . 27) eine RC-Schaltung gebildet wird, durch deren Einstellung die Geschwindigkeit jedes von jeder Düse der Batterie ausgestoßenen Tröpfchens auf einen Sollwert einstellbar ist.
3. Tintentröpfchenschreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandselemente (61 . . 67) in der Weise variabel sind, daß sich eine Zeitkonstante der RC-Schaltung im Bereich zwischen 5 Mikrosekunden und 100 Mikrosekunden ergibt.
DE2560574A 1974-07-19 1975-07-17 Verfahren zur Steuerung der Tröpfchengeschwindigkeit in einem Tintentröpfchendrucker, und zur Ausübung dieses Verfahrens geeigneter Drucker Expired DE2560574C2 (de)

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