DE2615713B2 - Tintenstrahlschreiber - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahlschreiber gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs

Ein Tintenstrahlschreiber dieser Art ist in der US-PS 28 357 beschrieben. Bei diesem bekannten Tinten- so strahlschreiber wird in dem Modulator mit dem Schreibsignal die Amplitude von als Trägersignal dienenden Impulsen moduliert Da es sich herausgestellt hat, daß Impulse mit einer Amplitude unterhalb eines bestimmten Schwellenwerts Unregelmäßigkeiten bei der Tröpfchenbildung ergeben, ist bei diesem bekannten Tintenstrahlschreiber eine Schaltung vorgesehen, die verhindert, daß an den elektromechanischen Umformer Impulse mit einer Amplitude angelegt werden, die zu einem derartigen unregelmäßigen Tröpfcher.ausstoß führen würde. Dies führt bei einem Analog-Schreibsignal zu einer gewissen Einschränkung des Dynamikbereichs. Die Verwendung von Impulsen hat ferner den Nachteil, daß je nach ihrer Dichte und Amplitude in der Flüssigkeitskammer ein statischer Druck verbleibt, durch den die Bedingungen für den Tröpfchenausstoß verändert werden. Ferner besteht an den Abfallflanken der Impulse die Neigung zur Bildung einer Reihe zusätzlicher kleiner Tröpfchen, die dem Haupttröpfchen folgen. Dadurch ergibt sich eine unscharfe Abbildung. An der abfallenden Flanke von Impulsen hoher Amplitude fällt der Druck in der Flüssigkeitskammer stark und plötzlich ab, so daß Luft in die Flüssigkeitskammer eingesogen werden kann und in dieser Bläschen bildet, die zu einer Veränderung der Ausstoßbedingungen führen. Außerdem können bei Oberwellen der Impulse mechanische Resonanzen auftreten, die ihrerseits eine Instabilität bei dem Tröpfchenausstoß herbeiführen.

Aus der DE-OS 21 64 614 ist ein Tintenstrahlschreiber bekannt, bei dem zur Ansteuerung eines elektromechanischen Umformers Impulse verwendet werden, die zur Beeinflussung der ausgestoßenen Flüssigkeitsmenge in ihrer Amplitude oder Breite moduliert werden. Hierbei ist zwar auf nicht näher beschriebene Weise vorgesehen, die Impulse verhältnismäßig flach auf Null abfallen zu lassen, damit keine Luft in die Flüssigkeitskammer eingesaugt wird, jedoch treten auch bei diesem bekannten Schreiber statische Druckänderungen in Abhängigkeit von der Amplitude und Dichte der Impulse auf, die zu Änderungen der Ausstoßbedingungen führen.

Aus der US-PS 34 88 664 ist ein Tintenstrahlschreiber bekannt, bei dem zur Aufzeichnung ein elektrostatisch erzeugter Strom von Tintentröpfchen mit Hilfe von Elektroden elektrostatisch abgelenkt wird. Da es sich bei der Erzeugung dieses Tröpfchenstroms herausgestellt hat, daß in der Anfangsperiode der Erzeugung Fehler bzw. Unregelmäßigkeiten des Tröpfchenstroms auftreten, die zu einer unbrauchbaren Aufzeichnung führen, wird dieser Anfangsstrom nicht zur Aufzeichnung herangezogen, sondern auf eine Maske abgelenkt. Im einzelnen werden bei einer Mehrfachanordnung von Ausstoßdüsen immer drei nebeneinanderliegende Düsen betrieben, von denen eine erste den Anfangs-Tröpfchenstrom abgibt, der auf die Maske abgelenkt wird, die mittlere den Aufzeichnungs-Tröpfchenstrom abgibt und die letzte einen Strom abgibt, der gleichfalls auf die Maske abgelenkt wird und dazu dient gegenüber dem Aufzeichnungsstrom eine elektrostatische Symmetrie aufrechtzuerhalten, die zur Vermeidung von Aufzeichnungsverzerrungen notwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahlschreiber gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, daß sich eine scharfe Aufzeichnung ergibt, die genau der Schreibsignal-Information entspricht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Mitteln gelöst.

Demnach treten aufgrund der Verwendung des sinusförmigen Trägersignals und der Modulation des Trägersignals unter Synchronisierung mit dessen Nulldurchgängen an dem an den elektromechanischen Umformer angelegten Steuersignal keine Sprünge oder stellen Übergänge auf, die aufgrund ihres Oberwellengehalts zum Ausstoß unerwünschter zusätzlicher Tröpfchen oder zu Resonanzerscheinungen führen könnten, durch die die Wiedergabetreue und die Schärfe der Aufzeichnung beeinträchtigt werden könnten. Da ferner das Steuersignal des Umformers sinusförmig ist und der Amplitudenwechsel immer nur bei Nulldurchgängen erfolgt, wird in der Flüssigkeitskammer im wesentlichen kein sich aus den einzelnen Signalen ergebender statischer Druck aufgebaut, der zu Änderungen der Ausstoßbedingungen führen könnte. Somit

sind mit dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlschreiber beständig den Schreibsignalen folgende Aufzeichnungen möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Tintaistrahlschreibers im Hinblick auf Schreibsignale in Binärform sind in den Unteransprachen aufgeführt

Die Erfindung wird nächstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 ist ein Blockschaltbild einer Umformer-Steuerschaltung eines Tintenstrahlschreiber:.

F i g. 2 ist ein Blockschaltbild einer Umformer-Steuerschaltung bei einem Ausführungsbeispiel des Tintenstrahlschreibers.

F i g. 3 bis 5 sind Schaltbilder für Abwandlungen von Schaltungen der Steuerschaltung nach F i g. 2.

F i g. 6 und 7 zeigen Kurvenformen von Signalen, die in der Steuerschaltung nach F i g. 2 auftreten.

Fig.8 sind Darstellungen von ReproHuktions-Aufzeichnungen.

In F i g. 1 ist in einem schematischen Schaltbild eine Steuerschaltung 30 für den Umformer einer Schreibeinheit eines Tintenstrahlschreibers gezeigt Ein Sinusgenerator 31 erzeugt eine sinusförmige Wechselspannung konstanter Amplitude mit einer Frequenz in der Größenordnung von 2OkHz und führt diese einem Amplitudenmodulator 32 bekannter Ausführung zu. Eine Schreibsignalquelle 33 erzeugt vorzugsweise ein kontinuierliches Wellensignal, dessen Amplitude sich entsprechend den Dichten bzw. Schwärzungen eines kontinuierlich wiederzugebenden Bildes ändert Der Modulator 32 wird mit dem Schreibsignal aus der Schreibsignalquelle 33 gespeist, um das Signal vom Generator 31 in üblicher Weise in der Amplitude zu modulieren. Das amplitudenmodulierte sinusförmige Steuersignal, das die Schreibinformation trägt, enthält keine Oberwellen und wird über einen Verstärker 34 an den Umformer der Schreibeinheit angelegt. Wegen der Kontinuität des Steuersignals treten keine plötzlichen Druckabfälle in der Flüssigkeit in den Kammern und der Schreibeinheit auf, so daß keine Erzeugung von einem Haupttröpfchen folgenden zusätzlichen kleinen Tröpfchen, d. h. kein sogenanntes »Nachstrahlen« entsteht.

Mit dem Ergebnis der Einführung eines gewissen Maßes von Oberwellen im amplitudenmodulierten Steuersignal an den Anstiegs- und Abfallflanken der modulierenden Schreibimpulse kann auch ein binäres Schreibsignal verwendet werden. Dieses Einführen von Oberweilen führt jedoch verglichen mit den bekannten Systemen zu einem geringeren Ausmaß von »Nachstrahlen«. Bei den bekannten Systemen verunreinigt der »Nachstrahl«-Strom die Abfallkante jeder diskreten Bildfläche in einem solchen Ausmaß, daß sich eine praktische Verwendung des Systems verbietet

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Steuerschaltung 40 eine Schreibsignalquelle 41 für ein Schreibsignal, wie es von einer nicht gezeigten Sendestation erhalten wird, und einen Sinusgenerator 42 enthält. Das Schreibsignal der Schreibsignalquelle 41 ändert sich in der Amplitude entsprechend der Dichte bzw. der Schwärzung von Bildelementen des Originalbildes und enthält steile Übergänge in der Amplitude, die gegen den weißen Hintergrund scharf abgegrenzten Bildbereichen hoher Schwärzung entsprechen, so daß das Signal sowohl analoge als auch digitale Eigenschaften besitzt, wie es in Fig.6a dargestellt ist. Das Signal vom Generator 42 ist eine sinusförmige Wechselspannung mit konstanter Amplitude i'nd einer Frequenz in der Größenordnung von 2OkHz (Fig.6b). An den Sinusgenerator 42 ist als Abtastimpulseinrichtung ein Nulldurchgangsdetektor 43 angeschlossen, der den Nulldurchgang der Sinuswellenform feststellt und als Antwort darauf einen Abtastimpuls erzeugt (F i g. 6c). Dieser Abtastimpuls wird, an eine Abtast; und Speicherschaltung 44 gelegt,'die im Abtastbetrieb arbeitet, wenn sie den Abtastimpuls empfängt, und zum Speicherbetrieb überwechselt, nachdem das Eingangssignal abgetastet wurde. Auf diese Weise wird der Momentanwert des Schreibsignals abgetastet und bis zum Auftreten des nächsten Abtastimpulses gespeichert, so daß eine Ausgangssignalkurvenform erzeugt wird, wie sie in Fig. 6d gezeigt ist Das Ausgangssignal der Abtast- und Speicher-Schaltung 44 ist phasenkorrigiert, so daß die Anstiegs- und Abfallflanken mit den Nulldurchgängen des Sinussignals sehr viel höher als die höchstmögliche Augenblicksfrequenz des Schreibsignals ist, ist der Unterschied zwischen den relativen Phasen des Schreibsignals (F i g. 6a) und dem phasenkorrigierten Signal (Fig.6d) vernachlässigbar. Das Ausgangssignal der Abtast- und Speicherschaltung 44 wird an einen Amplitudenmodulator 46 angelegt, um die Amplitude des vom Generator 42 gelieferten sinusförmigen Signals zu modulieren und die in F i g. 6e gezeigte Steuer-Ausgangssignalkurvenform zu erzeugen. Auch wenn das Schreibsignal digitale Eigenschaften besitzt, beginnt und endet das amplitudenmodulierte Steuer-Ausgangssignal ar den Anstiegs- und Abfallflanken auf dem Nullspannungswert, so daß im Steuersignal kein Oberwellenbestandteil vorhanden ist Das Steuersignal wird nach Verstärkung mittels eines Verstärkers 47 an die Schreibeinheit angelegt.

Es ist auch möglich, die Schreibeinheit mit einem rein digitalen Schreibsignal zu betreiben, wie es in F i g. 7a gezeigt ist In diesem Fall kann die Abtast- und Speicher-Schaltung 44 eine Torschaltung 50 aufweisen, deren Eingang mit der Schreibsignalquelle 41 verbunden ist, welche die Torschaltung mit dem binären Schreibsignal speist, und deren Ausgang mit dem Setzeingang einer bistabilen Einrichtung in Form eines Flipflops 51 verbunden ist, das Setzvorrang hat (F i g. 3). Abtastsignale (F i g. 7c) des Nulldurchgangsdetektors 43 werden an den Steuereingang der Torschaltung 50 und außerdem an den Rücksetzeingang des Flipflops angelegt. Die Torschaltung 50 gibt ein binäres Signal mit hohem Pegel aus der Quelle 41 während eines Abtastimpulses vom Detektor 43 weiter und setzt den Ausgang Q des Flipflops 51 auf hohen Pegel. Der <?-Ausgang bleibt auf hohem Pegel bis das Flipflop 51 von einem Abtastimpuls rückgesetzt wird, der auftaucht, während das Eingangsschreibsignal niedrigen Pegel hat. Der Ausgangsimpuls (Fig.7d) des Flipflops 51 wird dazu verwendet, die Amplitude des sinusförmigen Signals (Fig.7b) zu modulieren und eine Kette von Impulsen zu erzeugen (F i g. 7e). Alternativ kann als Abtast- und Speicher-Schaltung 44 eine in Fig.4 gezeigte Schaltung verwendet werden, die ein übliches D-Flipflop 60 entnält, dessen Dateneingang mit der Binär-Schreibsignalquelle 41 und dessen Takteingang mit dem Detektor 43 verbunden sind. Das Flipflop 60 wechselt nur dann auf den binären Zustand des Signals am Dateneingang, wenn der Abtastimpuls vom Detektor -13 abgegeben wird.

Der Amplitudenmodulator 46 des Signalgenerators kann ein Zweirichtungs-Durchlaßschaltglied 70 sein, das in F i g. 5 gezeigt ist und das vom Ausgangssignal der Abtast- und Speicherschaltung 44 torgesteuert wird.

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um das sinusförmige Signal vom Generator 42 über den gewisses Ausmaß an »Nachlauf« zeigt, wenn das

Verstärker 47 an die Schreibeinheit weiterzugeben. Schreibsignal von den hohen zu den niedrigen binären

Zu Vergleichszwecken zeigt F i g. 8 die Wiedergabe Pegeln wechselt.

eines original diskreten Schwarz-Weiß-Bildes. Fig.8a Dieser »Nachlauf« des Bildes ist für einige Anwen-

ist eine Darstellung des sich bei Verwendung der 5 düngen zulässig, bei denen eine genaue Bildauflösung

Schaltung von F i g. 1 ergebenden Bildes, bei der das nicht erforderlich ist. F i g. 8b ist eine Darstellung des

sinusförmige Signal mit binären Schreibsignalen modu- Bilds, das sich bei Verwendung der Schaltung nach

liert wird. Man erkennt, daß das wiedergegebene Bild an F i g. 2 ergibt. Es ist klar erkennbar, daß das wiedergege-

seinen Kanten wegen des »Nachstrahl«-Effekts ein bene Bild scharf begrenzt ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Tintenstrahlschreiber mit einer Schreibeinheit, bei welcher mittels eines elektromechanischen Umformers in einer Flüssigkeitskammer Druckimpulse erzeugbar sind und aufgrund der Druckimpulse Tintentröpfchen auf eine Aufzeichnungsfläche ausgestoßen werden, wobei die Druckimpulse durch ein Trägersignal gebildet werden, dessen Amplituden durch die Modulation der Trägerimpulse mit einem Schreibsignal in einem Modulator festgelegt sind und die Größe des jeweils erzeugten Tintentröpfchens bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersignal sinusförmig ist, daß eine Abtastimpulseinrichtung (43) vorhanden ist, ι s die Abtastimpulse mit der doppelten Frequenz des Trägersignals erzeugt, deren wenigstens eise Flanke mit einem Nulldurchgang des Trägersignals zusammenfällt, und daß eine Abtast- und Speicherschaltung (44) mit der Abtastimpulseinrichtung verbunden ist und bei jedem Abtastimpuls den Augenblickswert des Schreibsignals übernimmt und bis zum nächsten Abtastimpuls speichert und an einen Ausgang (45) gibt, welcher mit dem Schreibsignaleingang des Modulators (46) verbunden ist 2s

2. Tintenstrahlschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast- und Speicherschaltung (44) eine bistabile Einrichtung (51; 60) aufweist, die einen ersten Eingangsanschluß zur Aufnahme eines Schreibsignals in Binärform und einen zweiten Eingangsanschluß zur Aufnahme des Abtastimpulses aufweist, so daß sie einen Ausgangsimpuls erzeugt, dessen Vorderflanke und dessen Rückflanke mit dem Nulldurchgang des Trägersignals zusammenfallen.

3. Tintenstrahlschreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (46) ein Durchlaßschaltglied (70) zum Durchlassen des Trägersignals an die Schreibeinheit im Ansprechen auf das Ausgangssignal der Abtast- und Speicherschaltung (44) aufweist