DE2619103A1

DE2619103A1 - Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE2619103A1
Application number: DE19762619103
Authority: DE
Inventors: George J Fan
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1976-05-03
Publication date: 1976-12-16
Also published as: JPS5539237B2; JPS51147128A; CA1068759A; IT1062947B; FR2312376B1; FR2312376A1; GB1487055A; US3971033A

Description

heb-aa

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, K.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: fceuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: YO 974 034

Tintenstrahldrucker

Bei der Bildung von Zeichen auf einer Aufzeichnungsfläche unter Verwendung von Tintentröpfchen ist es erwünscht, bei einer gegebenen Geschwindigkeit des Tröpfchenstroms und einer vorgegebenen Wellenlänge der Tröpfchen die einzelnen Zeichen so schnell als möglich zu drucken. Für eine Erhöhung der Druckgeschwindigkeit bei vorgegebener Geschwindigkeit und Wellenlänge der Tröpfchen ist es erforderlich, die Anzahl der für ein Zeichen erforderlichen Tröpfchen zu verringern ₈ wodurch sich die Anzahl der Zeichen pro Sekunde erhöht„ da das Produkt aus der Anzahl der Tröpfchen je Seichen und der Anzahl Zeichen je Sekunde die Frequenz der Tröpfchen je Sekunde liefert»

Wenn man jedoch bei dem üblichen rasfcerarfcigen Druck, bei dem die Tropfch@n innerhalb einer rechteckigen oder quadratischen Matrix aufgezeichnet werden_f die Äasahl der Tröpfchen je Zeichen her absefes-fc _e so wird dadurch die Druckqualitäfe verschlechterte Es war daher Msh©·!; bei einer vorgegebenen Geschwindig-

© U & L· ζ Ii / 0 6 δ %,

2613 I 03

keit cer Tröpfchen nicht möglich, die Druckgeschwindigkeit durch Herabsetzung der Anzahl der Tröpfchen je Zeichen ohne Verschlechterung der Druckqualität zu erhöhen.

Durch die vorliegende Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Anzahl der je Zeichen erforderlichen Tröpfchen ohne Beeinträchtigung der Druckqualität verringert wird. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß tatsächlich nahezu alle erzeugten Tröpfchen verwendet werden, statt daß man, wie bisher, die meisten Tröpfchen nach einem Ablauf ableitet und nicht bei den bisher üblichen rasterartigen Druckvorgängen zum Druck ausnutzt. Somit werden also bei einem rasterartigen Druck weniger als 10 % der Tröpfchen normalerweise für den Druck benutzt, während durch die vorliegende Erfindung mindestens 50 % der in einem Tintenstrahl enthaltenen Tröpfchen benutzt werden.

Dieser hohe Ausnutzungsgrad der Tröpfchen wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Tröpfchen einer vorgegebenen Linie oder Kurve bis zu einer ünstetigkeitsstelle folgen und dann eine weitere Linie oder Kurve beginnen, falls dies zur Bildung eines Zeichens erforderlich ist, wobei dann nur eine sehr kleine Anzahl von Tröpfchen nach dem Ablauf abgelenkt wird. In vielen Fällen ist es möglich, ein Zeichen aus einem einzigen Linienzug herzustellen.

Sine solche Ablenkung eines Tröpfchens auf jede gewünschte Position auf einer Aufzeichnungsfläche erzielt man durch Ablenkung des Tröpfchens in zwei zueinander orthogonalen Richtungen, wobei jede dieser Ablenkrichtungen zur Bewegungsrichtung der Tröpfchen für ein Äuftreffen auf der Aufzeichnungsfläche senkrecht verläuft· Jedes der Tröpfchen wird dabei in

einer Eich-sang relativ sti dsst '#orfe©Eg©h©Bio:sn Tröpfu^sL ÄusIeaküEic" iss "SrögSarj/SLis iji mindestens einer der SZi Eichtengsn abj©I©ui-fe_s

60885 1/0684

ÖAlÖINA INSPECTED

'iiSäi d

Die Ablenkung eines Tintentröpfchens in zwei zueinander orthogonalen Richtungen ist in der US-Patentschrift 3 060 429 offenbart. Dabei werden elektrostatisch aufgeladene Tintentröpfchen in zwei zueinander orthogonalen Richtungen für ein Auftreffen auf einer Aufzeichnungsfläche abgelenkt. Hierbei werden jedoch die Tröpfchen lediglich auf Anforderung abgegeben und es ist dabei eine starke Spannungsänderung erforderlich. Eine solche starke Spannungsänderung ist nicht erwünscht. Außerdem wird die Druckgeschwindigkeit nicht nur durch die starke Spannungsänderung, sondern auch dadurch beträchtlich verringert, daß j zu jedem beliebigen Zeitpunkt nur eines der Tröpfchen innerhalb einer der beiden orthogonalen Ablenkeinheiten sein kann.

Ί Ferner soll gemäß dieser Patentschrift der Druck unter Verwendung der orthogonalen Ablenkeinheiten nur in einer Matrixform erfolgen. D.h., daß die Tintentröpfchen einen Bereichs des ; Papiers, das gerade angehalten ist, und das während jedes Rücklaufs in waagrechter Richtung weiterbewegt wird, mehrmals in senkrechter Richtung überstreichen können. Dies ist aber eine ! rasterartige Aufzeichnung _f so daß die zur Aufzeichnung eines ; Zeichens erforderliche Zeit relativ hoch sein wird.

Gemäß der US-Patentschrift 3 510 878 wird ein Druck durch Ablenkung magnetischer Flüssigkeitströpfchen in orthogonalen Richtungen in der Weise durchgeführt, daß jedes Tröpfchen an einer ! gewünschten Position auf einer Aufzeichnungsfläche auftrifft. ! Bei dieser bekannten Vorrichtung kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt jeweils nur ein einziges Tröpfchen innerhalb einer der beiden orthogonalen Ablenkeinheiten sein« D.h., die Geschwindig· keit, mit der das mechanische Ventil geöffnet und geschlossen ! werden kann_t begrenzt die Geschwindigkeit, mit der ein Tropfchen den orthogonalen Ablenkeinheiten zugeführt werden kann,

so daß die in dieser bekannten Vorrichtung erreichte Druckge- ' schwindigkeit für einen wirtschaftlichen Druck nicht hoch genug ist.

YO 974 034 6 0 9 8 51/0694

In der US-Patentschrift 3 691 551 ist ein System zur Erzeugung von Signalen für die Darstellung von Zeichen auf einer Kathodenstrahlröhre oder für einen Tintenstrahldrucker gezeigt. Obgleich die Beschreibung in dieser Patentschrift auf die Darstellung auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre ausgerichtet ist, ist dort doch angegeben, daß dieses System sich auch für einen Tintenstrahldrucker verwenden läßt.

Gemäß dieser Patentschrift kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt jeweils nur in einer der beiden orthogonalen Ablenkeinheiten eines der Tröpfchen abgelenkt werden. Daher hängt die Aufzeichnungsposition jedes Tintentröpfchen eines Tintenstrahlschreibers der dort beschriebenen Art von dem Augenblicksstrom ab„ Damit *:±rd aber die Druckgeschwindigkeit eines entsprechend aufgebauten Tintenstrahldruckers beschränkt, da die Augeafolicksströme die Ablenksignale für die Tröpfchen in den orthogonalen Richtungen liefern, D„h_ei> daS die Geschwindigkeit _t mit der die Tröpfchen durch die Äbienkeinheiten hindurchfliegen _f so gewählt sein iciußf daß zu jedem beliebigen Zeitpunkt sich nur ein Tröpfchen in der Ablenkeinheit befindet und sich so lange in dieser Ablenkeinheit aufhält, bis die gewünschte Ablenkung erreicht wird.

Durch die vorliegende Erfindung werden die Schwierigkeiten des Standes der Technik bei einem schnellen Druck durch Ablenkung der Tröpfchen in zwei orthogonalen Richtungen überwunden. Dies wird dadurch erreicht, daß jede der orthogonalen Ablenkeinheiten eine ausreichend große axiale Länge besitzt, so daß zu jedem beliebigen Zeitpunkt in jeder der orthogonalen Ablenkeinheiten mehrere Tröpfchen gleichzeitig anwesend sein können. Wenn man dann den Gradienten des für die Ablenkung der Tröpfchen verwendeten Magnetfeldes mit der Zeit für eine Ablenkung der Tröpfchen in zueinander orthogonalen Richtungen verändert, so wird an jedem der Tröpfchen ein durchschnittlicher magnetischer Feldgradient angelegt, so daß eine durchgehende Linie,

YO 974 034 6 0 9 8 5 1 / 0 6 9 L

die entweder gerade oder gekrümmt verläuft, erzeugt wird.

Demgemäß ist es also bei der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich, daß zu jedem beliebigen Zeitpunkt innerhalb einer Ablenkeinheit nur ein Tröpfchen sein darf. Außerdem ist die dabei erzielte Druckgeschwindigkeit relativ hoch.

Dabei kann ganz allgemein die Aufgabe der Erfindung darin gesehen werden, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Druckgeschwindigkeit mit einem magnetischen Tintenstrahl ohne Verschlechterung der Druckqualität zu schaffen, wobei insbesondere die Anzahl der für jedes Zeichen erforderliche Tröpfchen verringert werden kann.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen näher beschrieben. Die unter Schutz zu stellenden Merkmale der Erfindung sind den ebenfalls beigefügten Patentansprüchen zu entnehmen.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung?

Fig. 2 schematisch eine weitere Ausführungsform der

Erfindung und

Fig. 3 eine teilweise geänderte Ausführungsform der

Erfindung.

4 OS4 108851/0

Xr Fig. 1 ist ein Vorratsbehälter 10 für magnetische Tinte gezeigt. Diese magnetische Tinte sollte vorzugsweise isotrop und praktisch frei von Remanenz sein. Ein geeignetes Beispiel einer solchen magnetischen Tinte ist die in der US-Patentschrift 3 805 277 beschriebene Ferroflüssigkeit.

Der Vorratsbehälter 10 liefert die magnetische Tinte an eine unter Druck stehende Düse 11, die, da die Düse 11 über einen Wandler, wie z.B. einem piezoelektrischen Wandler 15, in Schwingungen versetzt wird, einen aus Tröpfchen 14 bestehenden Tintenstrahl 12 abgibt. Der Wandler 15 bestimmt dabei die Frequenz und die Wellenlänge der Tröpfchen 14 des Tintenstrahls 12.

Nach Bildung der Tröpfchen 14 durchlaufen diese einen Selektor 16, desen Länge kleiner ist als die Wellenlänge der Tröpfchen 14, so daß zu jedem Zeitpunkt immer nur eines der Tröpfchen 14 sich im Selektor 16 befindet. Der Selektor 16 kann beispielsweise ein C-förmiger Elektromagnet sein. Es ist dabei lediglich erforderlich, daß der Selektor 16 an jedes durchfliegende Tröpfchen 14 selektiv ein Magnetfeld anlegt.

Ein Taktgenerator 17 steuert die Frequenz, mit der die Tröpfchen 14 erzeugt werden. Der Taktgenerator 17 ist dabei mit dem Wandler 15 verbunden und steuert diesen über vom Taktgenerator 17 mit der gewünschten Frequenz abgegebene Taktimpulse.

Die vom Taktgenerator 17 abgegebenen Taktimpulse gelangen auch an ein ülS-Glied 18, dem ein weiteres Eingangssignal von einem Speicher 19 zugeleitet wird. Wenn der Speicher 19 ein Signal an einen Taktgeber 20 abgibt und dieser einen Stromimpuls an ü'i-s üHD-Glied 18 liefert, dann kasm der vom Taktgeber 20 kommen- -Is Stromimpuls das UED-3I£ed 18 durchlaufen und gelaagt an sinen Stromverstärker 21 _Q äsr Eisgssgsseltig am Selektor 16 c.:igesaLioss3H. ist, Wssm des: Selektor IS ein Stromimpuls zuge- -i^hrt vriräif dann wird das dsm Selektor 16 durchfliegende

::_ 374 sst i G 98 5 1 /OSSI

Tröpfchen 14 magnetisiert und in eine solche Bahn abgelenkt, daß es auf einem Aufzeichnungsträger 22 auftreffen kann, der sich ständig in Richtung des Pfeiles 23 bewegt.

Wenn das im Selektor 16 befindliche Tröpfchen nicht zum Abdruck auf der Aufzeichnungsfläche 22 ausgewählt werden soll, dann liefert der Speicher 19 keinen Strom an das UND-Glied 18, wenn gleichzeitig der Taktgenerator 17 einen Impuls an das UND-Glied 18 abgibt. Daher wird das UND-Glied 18 nicht entsperrt und das im Selektor 16 befindliche Tröpfchen 14 wird nicht magnetisiert. Daher fällt dieses Tröpfchen 14 während seiner Bewegung in Richtung auf die Aufzeichnungsfläche in einen Ablauf 24.

Der Ablauf 24 könnte dabei so angeordnet werden, daß die Tröpfchen 14? die im Selektor 16 magnetisiert werden, anstelle derjenigen, die nicht magnetisiert wurden, vom Ablauf 24 aufgefangen werden. Wenn daher der Ablauf 24 so angeordnet wäre, dann würde ein Strom über das UND-Glied 18 nur dann an den Selektor 16 abgegeben, wenn das derzeit darin befindliche Tröpfchen nicht für einen Abdruck auf der Aufzeichnungsfläche 22 ausgewählt werden soll.

Nach Auswahl des Tröpfchens 14 im Selektor 16 für eine Aufzeichnung auf der Aufzeichnungsfläche 22 bewegt sich das von der Düse 11 kommende Tröpfchen weiter in Richtung auf die Aufzeichnungsfläche 22 durch ein Paar Ablenkeinheiten 25 und 26, die die Tröpfchen bei ihrer Bewegung nach der Aufzeichnungsfläche 22 in zwei zueinander und zur Richtung der Bahn des Tröpfchens senkrecht stehenden Richtungen ablenken. Demgemäß ist die Ablenkeinheit 25 für eine Ablenkung in der X-Richtung und die Ablenkeinheit 26 für die Ablenkung in der Y-Richtung längs der Bahn des Tröpfchens 14 vom Selektor 16 nach der Aufzeichnungsfläche 22 vorgesehen. Eine der Ablenkeinheiten 25 oder 26 lenkt dabei das Tröpfchen 14 in der gleichen Richtung ab, in der sich die Aufzeichnungsfläche 22 bewegt. Bewegt

YO 974 034 60985 1 /069 U

sich also die Aufzeichnungsfläche 22 in Richtung des Pfeiles 23, dann lenkt die Y-Ablenkeinheit 26 das Tröpfchen 14 in gleicher Richtung ab.

Jede der Ablenkeinheiten 25 und 26 kann ein keilförmiger Elektromagnet sein, wie er beispielsweise in der US-Patentschrift 3 805 272 beschrieben ist. Andere geeignete elektromagnetische Ablenkeinheiten 25 und 26 lassen sich ebenfalls einsetzen. Es ist lediglich notwendig, daß die Elektromagnete auf einen Strom zur Erzeugung des gewünschten magnetischen Feldgradienten in der gewünschten Richtung für jedes der hindurchlaufenden Tröpfchen 14 ansprechen.

Jede der Ablenkeinheiten 25 und 26 enthält vorzugsweise so wenig Tröpfchen 14 wie möglich. Beispielsweise soll die axiale Länge jeder der Ablenkeinheiten 25 und 26 etwa der fünffachen Wellenlänge der Tröpfchen 14 entsprechen. D.h. aber, daß zu jedem beliebigen Zeitpunkt fünf Tröpfchen 14 gleichzeitig innerhalb einer Ablenkeinheit 25 oder 26 sein können. Wenn daher der Abaruck einer Linie beendet ist und zur Bildung des gleichen Zeichens auf eine neue Drucklinie übergegangen werden muß, dann ist diese ünstetigkeit nur gleich der Anzahl (fünf) der innerhalb der Ablenkeinheit 25 oder 26 befindlichen Tröpfchen 14. Wenn man also fünf der Tröpfchen 14 aus dem Strahl 12 nach dem Ablauf 24 leitet, dann sind in den beiden Ablenkeinheiten 25 und 26 keine Tröpfchen 14 mehr enthalten.

Die Tatsache, daß man bei Ende einer Drucklinie und bei übergang zu einer nächsten Drucklinie bei der Bildung des gleichen Zeichens die Tröpfchen 14 aus beiden Ablenkeinheiten 25 und 26 herausbekommt, beseitigt die bisher auftretende Schwierigkeit, die den Ablenkeinheiten 25 oder 26 zugeführten Ströme in ihrer Amplitude stark ändern zu müssen. Würde man bei einem Sprunchiedenen Druckpunkten bei der Aufzeichnung eines Zeichens die Tröpfchen 14 nicht aus den Ablenkeinheiten 25 und 26 herausführen, dann müßte man der Ablenkeinheit einen

YO 974 034 609851/069Λ

Strom mit einer sehr großen Amplitudendifferenz zu dem zuvor zugeführten Strom zuführen, wenn das Tröpfchen 14, das als erstes Tröpfchen einer neuen Zeile der Aufzeichnungsfläche 22 zugeführt werden soll, in die Ablenkeinheit 25 oder 26 einläuft. Das würde aber die den bereits in der Ablenkeinheit 25 und 26 befindlichen Tröpfchen 14 erteilte durchschnittliche Ablenkung in einem solchen Maß beeinflußten, daß sie nicht auf die gewünschten Positionen auf der Aufzeichnungsfläche 22 abgelenkt würden.

Wenn also eine zu druckende Linie endet und eine neue Linie begonnen werden soll, dann muß eine Anzahl Tröfpchen 14, die gleich der Anzahl der Tröpfchen in der Ablenkeinheit 24 oder 25 ist, nach dem Ablauf 24 abgelenkt werden. Wenn dies eintritt, dann wird das erste der in die Ablenkeinheit 25 zur Bildung der neuen Linie einlaufenden Tröpfchen über einen hohen Strom im Vergleich mit dem vorherigen Strom abgelenkt werden. Da alle Tröpfchen 14, die aie vorhergehende Linie gebildet haben, die Ablenkeinheit 25 verlassen haben, findet keine Einwirkung statt. Die gleiche Anordnung trifft für das erste in die Ablenkeinheit 26 einlaufende Tröpfchen Ί4 zu.

Beim Einlaufen eines jeden der Tröpfchen 14 in die Ablenkeinheit 25 wird über den Stromverstärker 27 ein Strom abgegeben. Wenn in gleicher Weise das gleiche Tröpfchen in die Ablenkeinheit 26 einläuft, wird durch den Stromverstärker 28 ein Strom an die . Ablenkeinheit 26 abgegeben. Somit muß der jeder der Ablenkeinheiten 25 und 26 in Verbindung mit dem jeweiligen in diese Ablenkeinheit einlaufenden Tröpfchen 14 zugeführte Strom zeitlich genau abgestimmt sein. Außerdem muß der der Ablenkeinheit 25 zugeführte Strom für das Tröpfchen bestimmt sein, das zuvor vom Selektor 16 ausgewählt wurde.

Demgemäß müssen also entsprechende Verzögerungsschaltungen vorgesehen sein, so daß das vom Speicher 19 zur Auswahl eines bestimmten Tröpfchen 14 im Selektor 16 abgegebene Signal für das

YO 974 034 609851/0694

gleiche Tröpfchen 14 der Ablenkeinheit 25 später und nochmals für das gleiche Tröpfchen 14 der Ablenkeinheit 26 noch später zugeführt wird. Dieses Signal bewirkt, daß die entsprechenden Stromamplituden den Ablenkeinheiten 25 und 26 zugeführt werden.

Ein vom Speicher 19 abgegebenes Signal läuft über ein UND-Glied 30 nach einem Digital-Analogwandler 29 und steuert damit den Stromverstärker 27 zur Abgabe des Stromes an die Ablenkeinheit 25. Dabei läßt das UND-Glied 30 das vom Speicher 19 kommende Signal nach dem Digital-Analogwandler 29 dann durch, wenn der Stromimpuls von dem Taktgeber 20 über das UND-Glied 18 und das Verzögerungsglied 31 das UND-Glied 30 erreicht. Das Verzögerungsglied 31 stellt sicher, daß der Digital-Analogwandler 29 den Strom an die Ablenkeinheit 25 erst dann abgibt, wenn das durch den Stromimpuls vom Taktgeber 20 im Selektor 16 ausgewählte Tröpfchen 14 die Ablenkeinheit 25 erreicht hat.

Der Stromverstärker 28 wird in gleicher Weise über ein vom Speicher 19 über ein UND-Glied 33 kommendes, im Digital-Analogwandler 32 umgesetztes Signal angesteuert, das die Abgabe eines Stromimpulses entsprechender Amplitude durch den Stromverstärker 28 an die Ablenkeinheit 26 bewirkt. Das vom Speicher

19 kommende Signal wird also dem Digital-Analogwandler 32 über das UND-Glied 33 zugeführt. Das zweite Eingangssignal des UND-Gliedes 33 kommt aus einem Verzögerungsglied 34, das eingangsseitig mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes 31 verbunden ist. Das Verzögerungsglied 34 verzögert das vom Speicher 19 an den Digital-Analogwandler 32 abgegebene Signal so lange, bis das Tröpfchen 14, das durch einen vora Taktgeber

20 an dem Selektor 16 abgegebenen Stromimpuls, der über die Verzögerungsglieder 31 und 34 dem UND-Glied 33 zugeleitet ist, die Ablenkeinheit 26 erreicht hat. Dann steuert der Digital-Analogwandler 32 die Abgabe eines Stromimpulses an die Ablenkeinheit 26.

Da die Aufzeichnung von Zeichen auf der Aufzeichnungsfläche über Linienzüge erfolgt, die sowohl gerade als auch gekrümmt

YO 974 034 60985 1 /069A

sein können, wird eine Anzahl von Tröpfchen 14 im Selektor 16 ausgewählt und durch die Ablenkeinheiten 25 und 26 für eine entsprechende Ablenkung vor dem Auftreffen auf der Aufzeichnungsfläche 22 gerichtet. D.h., daß der Speicher 19 entsprechend den diesem zugeführten Eingangssignalen eine Anzahl von Signalen abgibt. Somit wählt also der Speicher 19 die Anzahl der für ein bestimmtes Zeichen im Selektor 16 auszuwählenden Tröpfchen aus und bestimmt die Größe der den Ablenkeinheiten 25 und 26 für jedes der ausgewählten Tröpfchen 14 zugeführten Stromimpulse. Wenn das ausgewählte Zeichen in den Linienzügen, die das Zeichen bilden, wie z.B. der Buchstabe T, eine Unstetigkeitsstelle aufweist, dann enthält das vom Speicher 19 abgegebene Signal auch Signale, die fünf der Tröpfchen 14, die gleich der Anzahl der Tröpfchen 14 in der Ablenkeinheit 25 oder 26 ist, nach dem Ablauf 24 ablenkt, wenn einer der Linienzüge, die das Zeichen T bilden, aufgezeichnet ist, bevor die anderen Linien, die das Zeichen T bilden, aufgezeichnet werden.

Daher befinden sich zu jedem beliebigen Zeitpunkt, da die Ablenkeinheit 25 eine axiale Länge gleich der fünffachen Wellenlänge der Tröpfchen 14 aufweist, in jeder der Ablenkeinheiten 25 und 26 jeweils fünf Tröpfchen 14. Damit erfährt jedes der in einer Ablenkeinheit 25 oder 26 befindlichen Tröpfchen 14 eine Ablenkung in bezug auf das zuvor ausgewählte Tröpfchen in der Richtung, in der die Ablenkeinheit 25 oder 26 ablenkt, es sei denn, daß die benachbarten Tröpfchen 14 auf der Aufzeichnungsfläche 22 eine gerade Linie aufzeichnen sollen, die in der gleichen Richtung verläuft wie die Ablenkung in der Ablenkeinheit 25 oder 26, In diesem Fall ergibt sich keine Änderung in der Amplitude des vom Digital-Analogwandler 29 an die Ablenkeinheit 25 oder des vom Digital-Analogwandler 32 an die Ablenkeinheit 26 abgegebenen Stromimpulses, je nachdem, in welcher Richtung sich die gerade Linie erstreckt. Wenn daher sich diese Linie in X-Richtung erstreckt, dann ändert sich nur die Amplitude des der Ablenkeinheit 25 zugeführten Stromes nicht,

YO 974 034 609851 /069U

während dann, wenn sich die Linie in Y-Richtung erstreckt, sich die Amplitude des der Ablenkeinheit 26 zugeführten Stromes nicht ändert.

Wenn sich daher das Tröpfchen 14 durch die Ablenkeinheit 25 bewegt und das zu bildende Zeichen keine gerade Linie aufweist, dann ist die Amplitude des vom Digital-Analogwandler 29 für jedes der in die Ablenkeinheit 25 einlaufenden Tröpfchen 14 zugeführten Stromimpulse verschieden. Somit wird der auf eines der Tröpfchen 14 bei seinem Durchlaufen der Ablenkeinheit 25 einwirkende magnetische Feldgradient aus einem Durchschnittswert der der Ablenkeinheit für die fünf Tröpfchen zugeführten Stromimpulse ermittelt, die während des Durchfliegens dieses einen Tröpfchens 14 in die Ablenkeinheit 25 einlaufen, wobei dann dieses Tröpfchen gemäß diesem durchschnittlichen Gradienten in der Ablenkeinheit 25 abgelenkt wird.

Daher ist also die einem Tröpfchen 14 bei einem Durchlaufen durch die Ablenkeinheit 25 erteilte Ablenkung ein Durchschnittswert der Ablenkung, der der durchschnittlichen Amplitude der der Ablenkeinheit 25 für die Zeit zugeführten Ströme entspricht, die das Tröpfchen 14 innerhalb der Ablenkeinheit 25 verbringt. Man erhält also für die Durchlaufzeit des Tröpfchens 14 in der Ablenkeinheit 25 eine durchschnittliche Ablenkung.

Wegen dieser Änderung der Amplituden der der Ablenkeinheit 25 während der Zeit zugeführten Ströme, die das Tröpfchen 14 zum Durchlaufen der Ablenkeinheit benötigt, wird ein sich ständig ändernder magnetischer Feldgradient auf ein Tröpfchen 14 einwirken, wenn ein Tröpfchen 14 eine andere Position in X-Richtung auf der Aufzeichnungsfläche 22 einnehmen soll als ein Tröpfchen 14, das die Ablenkeinheit 25 zuvor durchlaufen hat. Somit wird also auch an dem letzten eine Linie bildenden Tröpfchen 14 ein kontinuierlich sich verändernder magnetischer Feldgradient angelegt, wenn seine Position auf der Aufzeichnungsfläche 22 in X-Richtung gegenüber dem zuvor durch die Ablenk-

YO 974 034

609851 /0694

einheit 25 hindurchgelaufenen Tröpfchen 14 verändert ist, und wenn anschließend eine neue Zeile oder Linie begonnen werden soll, dann werden die nächsten fünf Tröpfchen der Aufzeichnungsfläche 22 nicht zugeleitet. Diese Stromsignale werden vom Speicher 19 aus gesteuert.

Wenn also das letzte der eine Linie bildenden Tröpfchen 14 aus der Ablenkeinheit 25 austritt, dann ändert der der Ablenkeinheit 25 zugeführte Strom sprunghaft seine Amplitude, so daß das nunmehr in die Ablenkeinheit 25 einlaufende und nach der Aufzeichnungsfläche 22 fliegende Tröpfchen 14 für die Aufzeichnung einer neuen Linie einem neuen Feldgradienten ausgesetzt wird, der das nunmehr einlaufende Tröpfchen 14 nach der gewünschten Position in X-Richtung auf der Aufzeichnungsfläche 22 ablenkt. Da die fünf Tröpfchen zwischen dem letzten der Tröpfchen 14, das das Ende der vorhergehenden Linie gebildet hat und dem Tröpfchen 14, das nunmehr die neue Linie beginnt, nach dem Ablauf 25 abgelenkt und nicht auf die Aufzeichnungsfläche 22 gelangt sind, kommt es nicht darauf an, ob der Ablauf 24 sich zwischen den Ablenkeinheiten 25 und 26 befindet. Wenn also ein Tröpfchen 14 nicht durch den Selektor 16 ausgewählt ist, dann ist sichergestellt, daß diejenigen Tröpfchen 14, die nicht auf der Aufzeichnungsfläche 22 auftreffen sollen, unabhängig von irgendeiner, in der Ablenkeinheit 25 erteilten Ablenkung nach dem Ablauf 24 gerichtet werden.

Der Ablauf 24 ist zwar schematisch zwischen den Ablenkeinheiten 25 und 26 dargestellt, doch könnnte der Ablauf 24 auch bereits vor der Ablenkeinheit 25 angeordnet werden. Das würde jedoch einen höheren Stromimpuls am Selektor 16 erfordern, um sicherzustellen, daß die ausgewählten Tröpfchen 14 nicht den Ablauf 24 treffen.

Die Ablenkeinheit 26 arbeitet genau in der gleichen Weise. Natürlich trifft ein Tröpfchen 14, das in der Ablenkeinheit 25 abgelenkt wurde, zu einem späteren Zeitpunkt an der Ablenkein-

YO 974 O34 609851/0894

einheit 26 ein und das vom Speicher 19 über den Digital-Analogwandler 32 für ein bestimmtes Tröpfchen 14 zugeführte Signal wird dabei im Vergleich mit dem vom Digital-Analogwandler 29 gelieferten Signal in dem Verzögerungsglied 34 verzögert.

Zusammen mit der Bewegung der Aufzeichnungsfläche relativ zu den Ablenkeinheiten 25 und 26, wird diesen als Teil des gesamten, vom Digital-Analogwandler 29 oder 32 zugeführten Stromes ein Sägezahnstrom zugeleitet, so daß dadurch die Relativbewegung der Aufzeichnungsfläche 22 gegenüber den Ablenkeinheiten 25 und 26 kompensiert wird. Da der Pfeil 23 in Y-Richtung verläuft, wird dieser sägezahnförmige Korrekturstrom der Ablenkeinheit 26 vom Digital-Analogwandler 32 zugeleitet.

Sollte sich die Aufzeichnungsfläche 22 in einer zum Pfeil 23 senkrechten Richtung bewegen, dann würde der sägezahnförmige Korrekturstrom vom Digital-Analogwandler 29 der Ablenkeinheit 25 zugeleitet werden. Außerdem könnte die Bewegung der Aufzeichnungsfläche 22 weder in der einen noch in der anderen orthogonalen Ablenkrichtung verlaufen, wie sie durch die Ablenkeinheiten 25 und 26 erzeugt werden. Dann müßte der sägezahnförmige Korrekturstrom beiden Ablenkeinheiten 25 und 26 zugeführt werden.

Zwar ist hier eine Bewegung der Aufzeichnungsfläche 22 in bezug auf die Ablenkeinheiten 25 und 26 dargestellt, genausogut könnte aber die Aufzeichnungsfläche 22 feststehen und die Ablenkeinheiten 25, 26, der Selektor 16 und die Vorrichtung zur Erzeugung der Tintentröpfchen könnte sich relativ zur Aufzeichnungsfläche 22 bewegen. Dabei wäre die gleiche Korrektur erforderlich.

Falls erwünscht, könnte auch die Aufzeichnungsfläche 22 zwischen dem Auftreffen der einzelnen Tröpfchen 14 schrittweise weitergeschaltet werden. Das würde eine Korrektur für jede Relativbewegung der Aufzeichnungsfläche 22 überflüssig machen, jedoch die Druckgeschwindigkeit herabsetzen.

YO 974 034 6098 51/0694

Falls beispielsweise das Zeichen T auf der Aufzeichnungsfläche 22 aufgezeichnet werden soll, dann würde für jedes der Tröpfchen 14, das zur Bildung der oberen waagrechten Linie des Zeichens T benötigt wird, bei dessen Einlaufen in die Ablenkeinheit 25 jeweils ein Strom unterschiedlicher Amplitude an die Ablenkeinheit 25 angelegt werden. Zu dem Zeitpunkt, zu dem das erste Tröpfchen 14 für die Bildung des Querbalkens des Zeichens T die Ablenkeinheit 25 verlassen hat, war dieses sich ändernden magnetischen Feldgradienten ausgesetzt gewesen, da sich die vom Digital-Analogwandler 29 abgegebenen Stromimpulse in ihrer Amplitude geändert haben. Wenn das erste zur Bildung des Querbalkens des Buchstabens T dienende Tröpfchen 14 nach der erforderlichen Ablenkung in X-Richtung in der Ablenkeinheit 25 in die Ablenkeinheit 26 einläuft, dann ändert sich die Amplitude des der Ablenkeinheit 26 während des Durchlaufens dieses ersten der Tröpfchen 14 durch die Ablenkeinheit 26 zugeführten Stromes nicht, mit Ausnahme der Korrektur für die Bewegung der Aufzeichnungsfläche 22. Da jedes der Tröpfchen 14 auf der gleichen waagrechten Linie liegt und da es nicht erwünscht ist, daß sie in Y- oder senkrechter Richtung verschoben sind, so schwankt der auf das Tröpfchen 14 in der Ablenkeinheit 26 während seines Durchlaufs einwirkende magnetische Feldgradient nur für die Kompensation der Bewegung der Aufzeichnungsfläche 22.

Wenn der senkrechte Teil des Zeichens T gebildet werden soll, dann ändert sich der auf die Tröpfchen 14 in der Ablenkeinheit 25 einwirkende magnetische Feldgradient nicht, da dieser Teil auf einer geraden senkrechten Linie liegt und keinerlei Verschiebung in der waagrechten oder X-Richtung erfährt. Diese Tröpfchen 14 sind jedoch während ihres Durchlaufens durch'die Ablenkeinheit 26 einem mit der Zeit sich ändernden magnetischen Feldgradienten ausgesetzt, so daß die Tröpfchen 14 zur Bildung des senkrechten Teils des Buchstabens T in Y-Richtung verschoben werden. Außerdem ist dabei natürlich die Korrektur der Bewegung des Aufzeichnungsträgers 22 in Richtung des Pfeiles 23 zu berücksichtigen.

YO 974 034 609851 /069 A

Nachdem das letzte der zur Bildung des senkrechten Teils des Buchstabens T zu benutzenden Tröpfchen 14 den Selektor 16 durchlaufen hat, werden die nächsten fünf Tröpfchen durch den Selektor 16 nicht magnetisiert und damit nach dem Ablauf 24 abgeleitet. Der Grund dafür liegt darin, daß eine starke Änderung des mindestens einer der Ablenkeinheiten 25 und 26 zuzuführenden durchschnittlichen Stromes vermieden werden soll.

Falls ein gekrümmtes Zeichen, wie z.B. der Buchstabe C aufgezeichnet werden soll, dann wird in jeder der Ablenkeinheiten 25 und 26 jedes der diese Ablenkeinheiten durchlaufenden Tröpfchen 14 einem sich kontinuierlich verändernden magnetischen Feldgradienten ausgesetzt werden. Der Grund dafür liegt darin, daß jedes dieser Tröpfchen 14 auf der Aufzeichnungsfläche 22 gegenüber einem zuvor ausgewählten Tröpfchen 14 eine andere Position in X- und Y-Richtung aufweist.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Steuerschaltung für den Selektor 16, die Ablenkeinheit 25 und die Ablenkeinheit 26 dargestellt. In dieser Anordnung ist eine Tastatur 40 mit einem Decodierer 41 verbunden, so daß das von der Tastatur 40 kommende Eingangssignal für ein an den Speicher 42 abzugebendes Signal im Decodierer 41 decodiert wird.

Der Speicher 42 liefert dann Eingangssignale an einen Digital-Analogwandler 43, der die vom Speicher 42 kommenden Digitalsignale in analoge Steuersignale für die Stromverstärker 21, 27 und 28 umwandelt.

Ein Taktgeber 44, der durch die vom Taktgenerator 17, Fig. 1, kommenden Taktimpulse angesteuert wird, steuert die zeitliche Lage der vom Digital-Analogwandler 43 an den Selektor 16, die Ablenkeinheit 25 und die Ablenkeinheit 26 über die Stromverstärker 21, 27 bzw. 28 abgegebenen Signale. Der Taktgeber 44 stellt sicher, daß das vom Digital-Analogwandler 43 an die Ablenkeinheit 25 abgegebene Signal so lange verzögert wird, bis das

YO 974 034 60985 1/0694

durch den Selektor 16 in Verbindung mit dem vom Digital-Analogwandler 43 kommenden Signal ausgewählte Tröpfchen 14 an der Ablenkeinheit 25 angekommen ist. In gleicher Weise stellt der Taktgeber 44 sicher, daß der Digital-Analogwandler 43 erst dann ein Signal an die Ablenkeinheit 26 abgibt, wenn das durch den Selektor 16 ausgewählte Tröpfchen 14, das die Ablenkeinheit durchlaufen hat, an der Ablenkeinheit 26 angekommen ist. Die Arbeitsweise ist dabei die gleiche wie in Fig. 1.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Steuerschaltung für die Abgabe der Steuerströme an den Selektor 16 und die Ablenkeinheiten 25 und 26 dargestellt. Bei dieser Schaltung ist eine Zentraleinheit (CPü) 50 mit einem Speicher 51 verbunden.

Die von der CPU 50 kommenden Signale veranlassen den Speicher 51 zur Abgabe von digitalen InformationsSignalen an ein Eingabe-Ausgabemodul 52, Der Speicher 51 liefert dabei Selektionsbits an das Modul 52 zur Abgabe an den Selektor 16 über den Stromverstärker 21, eine erste Ablenkbitfolge zur Abgabe über den Stromverstärker 27 an die Ablenkeinheit 25 und eine zweite Ablenkbitfolge zur Abgabe an die Ablenkeinheit 26 über den Stromverstärker 28.

An dem Eingabe-Ausgabemodul 52 ist ein Taktgeber 53 angeschlossen, der die erste Abgabe eines Selektionsbits an den Selektor 16, die erste Abgabe einer Ablenkbitfolge an die Ablenkeinheit 25 und die Abgabe einer zweiten Ablenkbitfolge an die Ablenkeinheit 26 steuert. Der Taktgeber 53 wird durch den Taktgenerator 17 angesteuert, so daß das Selektionsbit zu Beginn vom Modul 52 über den Stromverstärker 21 an den Selektor 16 abgegeben wird, der das erste Tröpfchen 14 im Selektor 16 zum Abdruck auf der Aufzeichnungsfläche 22 auswählt. Der Taktgeber 53 verzögert dabei die Abgabe der ersten Ablenkbitfolge, die über einen Analog-Digitalwandler 54 und den Stromverstärker 27 an die Ablenkeinheit 25 angelegt wird, solange, bis das zuerst durch den Selektor 16 ausgewählte Tröpfchen 14 in die Ab-

YO 974 034 60985 1/0694

lenkeinheit 25 einläuft. Der Taktgeber 53 bewirkt eine weitere Verzögerung der zweiten Ablenkbitfolge, die über einen Analog-Digitalwandler 55 und den Stromverstärker 28 an die Ablenkeinheit 26 angelegt wird, solange, bis das Tröpfchen 14, das ursprünglich im Selektor 16 ausgewählt wurde, in die Ablenkeinheit 26 einläuft.

Der Taktgeber 53 steuert daher das Eingabe-Ausgabemodul 52 in der Weise, daß die für ein bestimmtes Tröpfchen 14 erforderlichen Signale entsprechend verzögert werden. Die Arbeitsweise der Schaltung in Fig. 3 ist damit die gleiche wie der in Fig. 1.

Die Ablenkeinheiten 25 und 26 sind so aufgebaut, daß sie jeweils fünf Tröpfchen 14 enthalten können, dabei sollte klar sein, daß jede der Ablenkeinheiten 25 und 26 mehr oder weniger als fünf Tröpfchen gleichzeitig enthalten könnten, je nachdem, für eine wie lange Zeit ein Mittelwert aus der den einzelnen Tröpfchen 14 zugeführten magnetischen Ablenkung gebildet werden soll. Damit wären aber die axialen Längen der Ablenkeinheiten 25 und 26 entsprechend zu ändern. Selbstverständlich sind die beiden Ablenkeinheiten 25 und 26 in axialer Richtung gleich lang und enthalten jeweils die gleiche Anzahl von Tröpfchen 14.

Es sind im vorliegenden Fall zwar voneinander unabhängige und getrennte Ablenkeinheiten 25 und 26 dargestellt. Selbstverständlich könnte man auch die sich verändernden magnetischen Feldgradienten sowohl in X- als auch in Y-Richtung in einer einzigen Ablenkeinheit zur Einwirkung bringen, die dann die beiden Ablenkeinheiten 25 und 26 ersetzen würde. Damit würden aber die Ablenkungen in beiden zueinander senkrechten Richtungen durch die Magnetfeldgradienten eines einzigen Ablenksystems erzeugt werden.

Ein derartiges elektromagnetisches Ablenksystem weist drei getrennte Schenkel auf, so daß diesem Ablenksystem drei verschiedene Signale zugeführt werden müssen, damit die magnetischen

YO 974 034 6 0 98 5 1/0694

Feldgradienten in X- und Y-Richtung schwanken können. Die Steuerschaltung müßte dann dementsprechend so geändert werden, daß dem Ablenksystem anstelle der zwei den Ablenkeinheiten 25 und 26 zugeführten Signale nunmehr drei Signale zugeführt würden.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß dadurch ohne Verschlechterung der Druckqualität die Druckgeschwindigkeit erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Anzahl der für ein Zeichen erforderlichen Tröpfchen verringert wird. Ferner ist es ein Vorteil der Erfindung, daß nunmehr kontinuierliche Linienzüge erzeugt werden können und daß jede Ecke zur Erzeugung einer Linie umfahren werden kann.

YO 974 034 609851 /0694

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Tintenstrahldrucker mit Mitteln zum Erzeugen eines auf eine Aufzeichnungsfläche gerichteten, aus magnetisierbaren Tintentröpfchen bestehenden Tintenstrahls und Mitteln zum Auswählen einzelner Tintentröpfchen für einen Abdruck und zum Ablenken von ausgewählten Tintentröpfchen in zwei zueinander orthogonalen, zur Richtung des Tintenstrahls senkrechten Richtungen,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenksystem (25, 26) für die beiden zueinander orthogonalen Richtungen eine axiale Länge aufweist, die einem mehrfachen der Wellenlänge der Tintentröpfchen (14) entspricht _t und daß in diesem Ablenksystem jedes der ausgewählten Tintentröpfchen durch zueinander orthogonale magnetische Feldgradienten entsprechend der gewünschten Auftreffposition des ausgewählten Tintentröpfchens auf der Aufzeichnungsfläche ablenkbar ist, von denen mindestens ein Feldgradient sich während des Durchlaufens eines ausgewählten Tintentröpfchens durch das Ablenksystem ändert, so daß auf jedes der ausgewählten Tintentröpfchen beim Druchlaufen des Ablenksystems der Durchschnittswert aller für die einzelnen ausgewählten, gerade in dem Ablenksystem befindlichen Tintentröpfchen bestimmten magnetischen Feldgradienten einwirkt.
2. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenksystem aus zwei in Richtung des Tintenstrahles hintereinander angeordneten Ablenkeinheiten (25, 26) besteht, deren axiale Länge jeweils einem vielfachen der Wellenlänge der Tintentröpfchen entspricht und daß dabei zum Abdruck ausgewählte Tintentröpfchen (14) beim Durchlaufen der jeweiligen Ablenkeinheit in jeder Ablenkeinheit jeweils durch einen zeitlich sich ändernden magnetischen Feldgradienten in X- bzw. Y-Rich-

YO 974 034 609851/0694

tung entsprechend einer gewünschten Auftreffposition auf der Aufzeichnungsfläche ablenkbar sind.
3. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (19; 42; 51) vorgesehen ist, in dem die an das Ablenksystem bzw. an die beiden Ablenkeinheiten für die Dauer eines Durchlaufs eines ausgewählten Tintentröpfchens anlegbaren Steuersignale entsprechend der gewünschten Aufzeichnungsposition abgespeichert sind und daß diese Steuersignale in Verbindung mit dem Einlaufen des jeweils ausgewählten Tintentropfchens in eine der Ablenkeinheiten zur Erzeugung eines magnetischen Feldgradienten anlegbar sind, der sich während des Durchlaufs des Tintentröpfchens durch die jeweilige Ablenkeinheit ändert,
4. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verzögerungseinrichtungen (31, 34) vorgesehen sind, durch die das Anlegen der für bestimmte ausgewählte Tintentröpfchen bestimmte, aus dem Speicher (19) kommende Steuersignale der Zeitpunkt des Anlegens dieser Signale an der zweiten Ablenkeinheit (26) in bezug auf den entsprechenden Zeitpunkt an der ersten Ablenkeinheit (25) auf den Zeitpunkt verzögerbar ist, zu dem das betreffende ausgewählte Tintentröpfchen gerade in die erste bzw, zweite Ablenkeinheit einläuft,
5. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aufzeichnungsfläche (22) kontinuierlich in bezug auf die beiden Ablenkeinheiten bewegt und daß zum Ausgleich dieser Bewegung mindestens einer der beiden Ablenkeinheiten ein diese Relativbewegung kompensierendes Korrektursignal zuführbar ist.

YO 974 034 60985 1 /069

Tintenstrahldrucker nach Anspruch 5_r dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Relativbewegung zwischen Ablenkeinheiten und Aufzeichnungsfläche nur in einer der beiden Ablenkeinrichtungen das Korrektursignal nur einer der beiden Ablenkeinheiten zuführbar ist.

034 609851/0694

Leerseite