DE2741151A1

DE2741151A1 - Tintenstrahldrucker mit ablenkbaren duesen

Info

Publication number: DE2741151A1
Application number: DE19772741151
Authority: DE
Inventors: Rolf B Erikson; Kenneth L Guenther; Raymond J Precin; Edward H Zemke
Original assignee: Bell and Howell Co
Current assignee: Bell and Howell Co
Priority date: 1976-09-13
Filing date: 1977-09-13
Publication date: 1978-03-16
Also published as: JPS5336236A

Description

Tintenstrahldrucker mit ablenkbaren Düsen
Die Erfindung betrifft Tintenstrahldrucker bzw. Tintenstrahl schreiber und insbesondere schnell arbeitende Repertoiredrucker.
Die Bezeichnung "Repertoire" impliziert eine Vielfalt von Informationen oder Datenelementen, die mehr oder weniger ständig zum späteren Auslesen gespeichert sind. Beim Auslesen werden in Abhängigkeit von den Informationen oder Datenelementen alphanumerische Symbole in einem vorgegebenen Format gedruckt. Die Daten bzw. Informationen in dem Vorratsspeicher können jederzeit im ganzen oder teilweise geändert, auf den neuesten Stand gebracht, erweitert oder gestrichen werden. Zur Erläuterung und als Beispiele werden die Informationen oder Datenelemente als Namen und Adressen umschrieben, die auf Versandzetteln aufgedruckt werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Versandzettel auf Zeitschriften, Kuverts oder dergleichen handeln. Die Bezeichnungen "Repertoire" oder "Anschriftenzettel" beziehen sich nur auf Anwendungsbeispiele, die keine Beschränkung der Erfindung darstellen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Tintenstrahldruckkopf jeder geeigneten Art und Auslegung verwendet werden. Insbesondere das Fachgebiet der Tintenstrahldrucker bzw.
Tintenstrahlschreiber ist auf die Entwicklungen von H. Hertz zurückzuführen. Hiermit befassen sich insbesondere die US-PS'en 3 416 153, 3 673 601 und 3 737 914. Ferner befaßt sich eine Doktorarbeit mit dem Titel "Drucken mit Tintenstrahl unter Verwendung mechanisch ablenkbarer Strahldüsen" von R. Erikson für das Department of Electrical Measurements, Lund Institute of Technology, Lund, Schweden mit dieser Technologie. Der spezielle, bei einer Ausführungsform verwendete, eingebaute und getestete Tintenstrahldruckkopf wird von einem Galvanometer von der Firma Siemens-Elema AB in Stockholm, Schweden gebildet.
Das Galvanometer besitzt eine mechanisch schwingende Tintenstrahldüse, die einen sich zyklisch wiederholenden Weg oberhalb eines sich bewegenden Papiers oder eines anderen Aufzeichnungsträgers beschreibt. Vorzugsweise kann der sich zgklisch wiederholende" Weg eine Sinuswelle sein. Es können jedoch auch andere geometrische Wellenformen Verwendung finden. Die Tintenstrahldüse gibt einen Strom aus Tintentropfen ab, der in Abhängigkeit von durch einen Mikroprozessor gelieferten elektrischen Signale moduliert oder gesteuert werden kann. Der Strahlstrom wird durch eine selektive Ablenkung eines Eintenstrahlstroms in Abhängigkeit von einem elektrischen Feld moduliert, das nahe der Duse anliegt. Von Bedeutung ist insbesondere die Schwingungsbewegung der Düse, die Druckgeschwindigkeit und die Papiergüte, sowie die Dichte und Schärfe des gewünschten Ausdrucks. Nrn erhält einen Ausdruck von alphanumerischen oder anderen Zeichen bei einer Geschwindigkeit, die in der Größenordnung von 250 Zeichen pro Sekunde und Düse liegt.
Der Tintenstrahl wird durch das Galvanometer in einen Strom von aufeinanderfolgenden feinen Tropfen umgeformt, die einzeln auf einen Aufzeichnungsträger, wie zum Beispiel Papier, eine Zeitschrift oder dergleichen auftreffen. Wenn eine aufgeladene Elektrode in der Nähe der Tropfenbildungsstelle angeordnet ist, trägt jeder Tropfen eine elektrische Ladung.
Da die Aufladung aller Tropfen gleich ist, ist eine starke Abstoßung zwischen benachbarten Tropfen vorhanden, die den Strahl einige Millimeter von der Stelle der Tropfenbildung entfernt auseinanderreißt. Eine weitere Elektrode ist in der Tinte in der Düse angeordnet. Durch die Regulierung der Spannungsdifferenz zwischen der Elektrode in der Nähe der Tropfen bildungsstelle und der Elektrode in der Tinte kann der Tintenstrahl zwischen zwei Wegen bzw. Bahnen umgeschaltet oder abgelenkt werden, was zu einer Zweipunktmodulation eines Auftrags führt, der von den auf das Papier auftreffenden Tropfen gebildet wird.
Die Strahldüse kann mechanisch gleichzeitig mit einer Mbdulierung abgelenkt werden, die dann auftritt, wenn der Tintenstrahl ein- oder ausgeschaltet wird. Unter Verwendung einer mechanischen Ablenkung der Düse zusammen mit einer simultanen elektrischen Modulation der Tintenstrahltropfen kann man Jede beliebige Gestalt eines graphischen Zeichens drucken bzw.
schreiben. Diese Druckweise hat viele Anwendungsgebiete insbesondere auf dem Gebiet des Schnelldruckens, da die Strahldüse mit Frequenzen in der Großenordnung von 2 kHz schwingen kann, und da die obere Grenzfrequenz der Intensitätsmodulation größer als 100 kHz ist. Der Sprühstrahl kann nahezu auf jede beliebige Fläche unabhängig von seiner Textur und Struktur auftreffen.
Es besteht deshalb nur eine geringe Notwendigkeit, eine entsprechende Hinterlegung vorzusehen oder das Papier in einer derartig starren oder festen Lage auf andere Weise zu halten, daß eine Typ en fläche rechtwinklig gegen das Papier angeschlagen werden kann. Folglich lassen sich Versandadressen direkt auf Zeitschriften, Zeitungen oder dergleichen aufdrucken. Man braucht somit keinen Aufdruck auf einen Papierzettel aufzubringen, der anschließend auf die Zeitschrift, die Zeitung oder dergleichen aufgeklebt wird. Hieraus ergibt sich eine flexible Verwendungsmöglichkeit, da diese Vorgehensweise ein Bedrucken von nahezu allen Materialien in beliebiger Gestalt gestattet.
Diese flexible Verwendungsmöglichkeit schafft neue Probleme bezüglich des Stapelns, Transportierens und der anderweitigen Handhabung des Aufzeichnungsträgers; Beispielsweise kann sich die Dicke irgendeiner Zeitschrift im wesentlichen im Vergleich zu der Dicke einer anderen an zunehmender Nassen identischen Zeitschrift ändern. Ebenfalls ist die zusammengefaltete Seite der Zeitschrift im allgemeinen dicker als die ungefaltete Seite. Zu einem anderen Zeitpunkt kann derselbe Drucker auch zum Bedrucken eines einzelnen Blattes dünnen Papiers beispielsweise angesteuert werden. Die Transporterfordernisse für einen dünnen Aufzeichnungsträger in Form eines dünnen Papiers verhalten sich nahezu gegensätzlich zu den Transporterfordernissen einer Zeitschrift. Die Zeitschrift ist dick und voluminös und die Gesamtdicke läßt sich nur schwerlich genau gleichhalten. Das Papier ist dünn und besitzt eine genau eingehaltene Dicke. Die Zeitschrift läßt sich nur unter Schwierigkeiten aufnehmen, einführen und transportieren, da ihre Seiten sich zu trennen suchen. Das Papier läßt sich nur schwerlich einführen, da die einzelnen Blätter die Neigung besitzen, aneinander haften zu bleiben. An die Transporteinrichtung für den Aufzeichnungsträger bei einem derartig flexibel verwendbaren Drucker werden somit sich'widersprechende Anforderungen ges\ç Entsprechend einer Zielrichtung der Erfindung wird ein Tintenstrahldrucker in Ablingigkeit von einem Speicher für große Mengen an Informationen, wie zum Beispiel ein Band, oder arten oder dergleichen, betrieben. Ein Datenvorrat wird aus dem Speichermedium ausgelesen und in einen Mikroprozessor eingegeben, der eine Gruppe mit mehreren Tintenstrahlköpfen steuert, um gleichzeitig mehrere Zeilen bzw.
Linien auszudrucken. Eine Transporteinrichtung nimmt den Aufzeichnungsträger auf, führt diesen ein und transportiert ihn unter die Gruppe von Strahlköpfen. Ferner wird eine Anzahl von Organisationsfunktionen zum Laufenlassen der Vorrichtung ausgeführt, um sicherzustellen, daß zu den Strahldüsen eine entsprechende Menge an Tinte vorrätig zugeleitet und in diesen angesammelt wird.
Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einem Tintenstrahlschreiber, der von einem Datenvorratsspeicher, wie zum Beispiel einem Lochband, oder Lochkarten, einem Magnetband oder Magnetkarten, oder dergleichen betrieben wird, bei dem die gespeicherten Daten im ganzen oder teilweise geändert, auf den neuesten Stand gebracht, erweitert oder gekürzt, oder gestrichen werden können. Die aus dem Speichermedium ausgelesenen Daten werden in einen Mikroprozessor eingegeben, der eine Gruppe mehrerer Tintenstrahldruckköpfe steuert, so daß gleichzeitig eine Mehrzahl von Schreibzeilen ausgedruckt werden. Eine Transport einrichtung nimmt Papier, wie Zeitschriften oder dergleichen, auf, führt dieses zu und leitet es durch eine Druckstation, an der die Gruppe von Tintenstrahldüsen in Abhängigkeit von den aus dem Vorratsspeicher gelieferten Daten einen Ausdruck erstellen. Eine Anzahl von Organisationsfunktionen zum Laufenlassen der Vorrichtung wird gleichzeitig ausgeführt, um sicherzustellen, daß Tinte den Düsen der Druckköpfe zugeführt und in diesen angesammelt wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht der Vorderseite eines Tintenstrahldruckers nach der Erfindung, Figur 2 ist eine Seitenansicht von hinten auf den Drucker nach der Erfindung, Figur 3 zeigt eine Auslegung der Steuertafel des Druckers, die zur Erläuterung ihrer Funktionen und Steuerorgane dient, Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Aufnahme und Führungseinrichtung für einen Aufzeichnungsträger, Figur 5 verdeutlicht schematisch die Art und Weise, wie ein in Stapelform angeordneter Aufzeichnungsträger automatisch aufgefächert wird, um zum erleichterten Aufnehmen und Einführen Luft zwischen benachbarte Lagen oder Blätter einzublasen, Figur 6 ist eine schematische Ansicht der Transporteinrichtung für den Aufzeichnungsträger, Figur 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Trägers für eine Quetsch- bzw. Haltewalze mit einer höhenverstellbaren Einrichtung, der zur Behandlung von Aufzeichnungsträgern mit einer ungleichmäßigen Dicke bestimmt ist, Figur 7A ist eine Draufsicht auf die in Figur 7 gezeigte Ein richtung, Figur 7B ist eine perspektivische Ansicht des Hebewerks für die in Figur 7 gezeigte Einrichtung, Figur 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Eupplungsverbindung für den Antrieb der Quetschwalzen in Figur 7, obgleich die Achsen der Quetschwalzen nicht fluchtend ausgerichtet sind, Figur 9 ist eine Seitenansicht des Galvanometers für die Ausführung von Schwingungsbewegungen des Tintenstrahls, Figur 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Druckkopfes und eines Teiles des Gehäuses, wobei der Kopf eine Anzahl von Galvanometern nach Figur 9 umfaßt, die in Gruppen angeordnet sind, um gleichzeitig eine Anzahl von Zeilen zu drucken, Figur 11 ist eine Schnittansicht längs der Linie 11-11 in Figur 10 eines Elektrodenpaares und seiner Abstützung, Figur 12 ist eine perspektivische Ansicht auf die Oberseite des Gehäuses in Figur 10, sowie eines Erdungselektrodenpaares und Sammeleinrichtungen für überschüssige Tinte, die in Bezug auf den Druckkopf vorgesehen sind, Figur 13 ist eine Querschnittsansicht durch die Anordnung und den Aufbau der Elektroden, wenn diese auf der Oberseite in Figur 12 auf dem Gehäuse nach Figur 11 angeordnet sind, Figur 13A ist eine ausschnitthafte perspektivische Ansicht der Strahldüse und einer porösen Elektrode, welche verdeutlicht, wie die Strahldüse zum Abführen eines daran gebildeten Tropfens abgelenkt werden kann, Figur 13B ist eine Draufsicht auf die Strahldüse und die Elektrode nach Figur 13A, Figur 14 ist eine schematische Ansicht einer Tintenversorgungseinrichtung für den Drucker nach der Erfindung, Figuren 15 bis 19 zeigen in schematischen Ansichten, wie eine erfindungsgemäß'e Tintenkartusche bei der Tintenversorgungseinrichtung nach Figur 14 Verwendung findet, Figur 20 ist ein Blockdiagramm einer elektronischen Steuerschaltung, die zum Betreiben und Steuern des erfindungsgemäßen Druckers dient, Figur 21 verdeutlicht schematisch die Methode beim Tintenstrahldrucken unter Verwendung einer elektronischen Steuerschaltung nach Figur 20, die den Drucker nach Figur 1 betreibt, und Figur 22 verdeutlicht schematisch, wie mit Hilfe eines einzigen Strahles gleichzeitig mehrere Zeilen ausgedruckt und ausgeschrieben werden können.
Der erfindungsgemäße Drucker (Figuren 1, 2) umfaßt folgende Hauptbaugruppen: eine Einrichtung 50, 52, die den Aufzeichnungsträger aussucht und transportiert, eine Steuertafel 54, elektronische Steuerschaltungen 56, eine Quelle 58 für den Tintendruck, eine Einrichtung 60 zum Spülen und Reinigen der Tinte und eine Tintenstrahldruckstation 61. Entsprechende Abdeckungen (nicht gezeigt) können vorgesehen sein, die den Drucker umgeben und sowohl als Schutz für den Drucker als auch für daran arbeitende Personen dienen.
Die Einrichtung 50 zum Aussuchen des Aufzeichnungsträgers umfaßt eine Anzahl von aufrecht stehenden Fürungsstützen 62, 64, 65, 68, die an dem Tisch des Druckers in der Nähe einer sich hin- und hergehend bewegenden Förderplatte 70 angebracht sind. Die Pührungsstützen 62, 64 können in den Richtungen 4, B vor- und zurückbewegt werden, indem ein Paar Drehknöpfe 72, 74 gelöst, verschoben und dann angezogen und festgelegt werden. Hierdurch werden die Abstände zwischen den Stützen 62, 64 und 66 und 68 zur Anpassung an die Abmessungen des Aufzeichnungsträgers (nicht gezeigt) verändert und verstellt. Auf ähnliche Art und Weise kann der Abstand in Breitenrichtung zwischen den Führungsstützen mit einer entsprechenden Einrichtung (nicht gezeigt) verstellt werden.
Die Förderplatte 70 ist auf an dem Tisch angebrachten Führungsbahnen angeordnet und kann in Abhängigkeit von der über einen Motor 78 (Figur 2) gelieferten Antriebsenergie in Richtung C, D eine hin- und hergehende schwingende Förderbewegung ausführen. Der Motor 78 ist an dem Gehäuse bei Figur 1 an der rückwärtigen linken Seite angebracht. Wenn sich die Förderplatte 70 in Richtung D bewegt, wird ein einzelner Aufzeichnungsträger (zum Beispiel eine einzelne Zeitschrift) aufgenommen, durch eine Führungseinrichtung 80 durchgeleitet und vorgeschoben zu der Transporteinrichtung 52. Alphanumerische Zeichen werden auf den Aufzeichnungsträger aufgedruckt, wenn dieser unter der Tintenstrahldruckstation 61 vorbeiläuft.
Die Druckstation 61 weist ein Paar Schienen oder Arme 82, 84 auf, die quer über die Transporteinrichtung 52 verlaufen.
Ein Druckkopf 86 ist an den Schienen 82, 84 angebracht, der sich in Richtung E, F vor- und zurückbewegen kann. Ein Arbeiter schiebt bequem und einfach den Kopf 68 in eine der beiden Richtungen E, F, bis er über einer gewünschten Druckstation steht. Die elektrischen Verbindungen und die Verbindungen für die Tinte zu dem Druckkopf 61 verlaufen über eine Leitung 88, die vorzugsweise bei 90 innerhalb des Gehäuses beschwert ist, so daß man keine lockere Leitung mit Durchhang hat.
Der Betrieb des Tintenstrahldruckers -¢sird durch Druckschalter und Schieber af der Steuertafel 54 gesteuert, was detailliert in Figur 3 gezeigt ist. Insbesondere sind zwei Gruppen von Druckschaltern 92, 94, ein Paar Schieber 96 und eine Anzahl von selektiv aufleuchtenden Sicht anzeigen 98 vorgesehen. Die Druckschalter 92 lösen die Druckerfunktionen, wie zum Beispiel Ein/Ausschalten, Drucken, Testen, Druckumsteuerung, Postleitzahllesen, Postleitzahldrucken, Rücklauf bzw. Rückstellung und Bandcode, aus. Der Druckschalter "Drucken" bewirkt, daß der Drucker von links nach rechts druckt. Wenn der Schalter "Test' gedrückt wird, gibt der Drucker eine genormte Testmeldung aus, die zur Vornahme von Einstellungen des Druckers verwendet werden kann. Der Druckschalter für Umsteuerung ermöglicht, daß der Drucker darüber und darunter und von rechts nach links drucken kann (der Steuerrechner kehrt die normale Zeichenfolge entsprechend um, während dem sich der Aufzeichnungsträger in Gegenrichtung zur Normalrichtung bewegt). Der Druckschalter für "zum Aussuchen der Postleitzahl" bewirkt, daß der Drucker jede neue Postleitzahl bei ihrem Auftreten ermittelt, so daß der Aufzeichnungsträger zu entsprechenden Gruppierungen umgelenkt werden kann, so daß man die Aufzeichnungsträger nach Maßgabe der Postleitzahl sortieren kann. Im Grundbetrieb ermittelt die Maschine eine jegliche Änderung in der Postleitzahl und signalisiert alle diese Änderungen. Wenn jedoch der Schalter für das Sortieren der Postleitzahl gedrückt ist, liefert die Maschine zwei verschiedene Ausgaben, die davon abhängig sind, ob die Zeichenänderung in den letzten beiden Ziffern oder in den ersten drei aufgetreten ist. Wenn der Druckschalter für das Drucken der Postleitzahl betätigt ist, kann ein entsprechendes Symbol oder Symbole der letzten oder ersten Kennzeichnungseintragung in jeder neuen Postleitzahl angefügt werden, was zur Erleichterung eines mechanischen Lesers zum Ermitteln und Sortierer entsprechend sich ändernden Postleitzahlen bei der zukünftigen weiteren Behandlung dient. Der Druckschalter für die Rückstellung bzw. den Rücklauf bewirkt, daß die den Vorratsspeicher bildende Einrichtung zurückläuft und wiederum einen zuvor ausgelesenen Datenblock ausliest.
Der Druckschalter für den Bandcode ermöglicht, daß der Drucker verschieden formatige Codierungen annehmen kann.
Der Hauptteil der Codierungen liegt im sogenannten ASCII-Code vor (eine Darstellung desselben ist in Figur 1 der US-PS 3 386 553 wiedergegeben). Es können jedoch auch andere Codierungen verwendet werden und dieser Druckschalter ermöglicht, daß der Drucker diese Codierungen annehmen kann.
Die selektiv aufleuchtenden Sichtanzeigen 98 informieren die Bedienungsperson, wenn bei dem Betreiben des Druckers irgend welche Schwierigkeiten auftreten. Diese Sichtanzeigen können beispielsweise Dinge wie geringe Tintenmenge", "Ersetzen der Gasversorgung", oder dergleichen anzeigen. Eine Bedienungsperson, die die aufleuchtenden Sichtanzeigen beobachtet, kann daraufhin den Drucker warten oder die Druckschalter in entsprechender Weise betätigen. Diese Sichtanzeigen können selbstverständlicherweise auch in entsprechenden Farben aufleuchten, um die Bedeutung der nunmehr vorzunehmenden Handhabung zu kennzeichnen.
Die Druckschalter 94 ermöglichen einer Wartungsperson, daß Organisationsfunktionen zum Laufenlassen der Vorrichtung ausgeführt werden können. Ein mit "Sicherheit" markierter Druckschalter kann gedrückt werden, so daß die Maschine nicht in einer Weise arbeiten kann, bei der eine Person verletzt werden könnte, die an der Maschine Arbeiten ausführt. Ein weiterer Druckschalter, der mit "Stoßbetrieb" gekennzeichnet ist, bewirkt, daß die Maschine sehr kleine schrittweise Bewegungen zur Ausführung der einzelnen Schaltbewegungen ausführt, so daß man das Zusammenwirken aller Bauteile beobachten kann.
Die anderen beiden Druckschalter dienen zum Starten und Stoppen der Maschine.
Die Schieber 96 ermöglichen entsprechende Einstellungen.
Beispielsweise kann mit Hilfe dieser Schieber jeder beliebige entsprechende Abstand zwischen der Kante eines Schriftfeldes und des auf dieses Schriftfeld aufzudruckenden ersten Zeichens eingestellt und gewählt werden. Mit diesen Schiebern kann auch eine Vorschubgeschwindigkeit eingestellt werden, um die Unterschiede auszugleichen, die infolge von unterschiedlichen Längen der Zeitschriften oder des Papiers beispielsweise verursacht werden. Der Antriebsmotor für den Riemenantrieb läuft mit konstanter Geschwindigkeit. Demzufolge kann ein kürzerer Aufzeichnungsträger mit höherer Geschwindigkeit zugeführt und vorgeschoben werden.
Einrichtungen zum Aufnehmen, Einführen und Führen sowie zum Auffächern der Aufzeichnungsträger Figur 4 zeigt die Führung 80, welche ermöglicht, daß der Drucker einzelne Blätter bzw. Bögen aufnehmen kann, und daß die Aufzeichnungsträger aufgefächert werden. Die Führung läßt sich an unterschiedliche Aufzeichnungsträger, wie zum Beispiel Papier, Zeitschriften oder andere Aufzeichnungsträger, anpassen, die einzeln aufgenommen werden und zu den Druckköpfen weitertransportiert werden.
Vorzugsweise sind die beiden aufrecht stehenden Papierführungen 66, 68 in einem vorgegebenen Abstand zueiander angeordnet, der im wesentlichen mit der Breite des Papieres oder des Aufzeichnungsträgers übereinstimmt. Die Innenflächen der Puh"-rungen 62, 64, 66, 68 sind mit aufrecht stehenden Borsten eines texturierten faserförmigen Materials überzogen, wobei der ueberzug an einem Abstand H oberhalb der Tischhöhe 102 ende. Die Fasern ragen in Richtung auf den Aufzeichnungstrager nach außen und weisen senkrecht von den Seitenwandungen der Führungen 62 bis 68 weg. Wenn demzufolge ein Vorrat 10 von Papier oder anderen Aufzeichnunsträgern (Figur 5) zwischen den aufrecht stehenden Führungen 62, 64, 66, 68 aufgestapelt ist, reicht das faserförmige Material 100 auf jeder Führung ausreichend weit in den Raum G hinein, um zu bewirken, daß das Papier an den Kanten nach oben gebogen wird. Die einzelnen Fasern wirken als viele kleine Finger, um die einzelnen Papierbögen oder Papierseiten zu riffeln. Hierdurch wird das Papier aufgefächert, so daß Luft zwischen die einzelnen Bögen eingeleitet werden kann. Unterhalb der Höhe H liegen die einzelnen Bögen eben auf dem Tisch 102, wie beispielsweise bei 106, und stehen bereit, daß sie zu einer Führung zur Aufnahme vorgeschoben werden. In diesem ebenen Eereich wurde ausreichend Luft zwischen die einzelnen Bögen eingeleitet, um die Aufnahme derselben zu erleichtern.
Eine niedrige Vertiefung, schalenförmige Auswölbung oder Mulde 108 ist in der tischförmigen, sich hin- und herbewegenden Förderplatte unmittelbar vor der Aufnahmeführung 110 ausgebildet. Der Boden der Mulde 108 ist mit Saugöffnungen 112 versehen, welche das bodenseitige Blatt des Aufzeichnungsträgers in die Mulde nach unten ansaugen. Ein Paar ortsfester, senkrecht stehender, im Abstand parallel angeordneter Schienen 114, 116 sind so angeordnet, daß jeweils eine Schiene an einer Seite der Mulde 108 emporragt. Zur Grobeinstellung der Führung können diese Führungsschienen um jeden beliebigen Abstand nach oben und unten bewegt werden, um Zwischenräume 109, 111 zu bilden, die gerade ausreichend groß sind, um einen Aufzeichnungsträger durchzulassen. Ein Führungselement 118 ist vertikal gleitbar zwischen Schienen 114, 116 angeordnet, das in jede entsprechende erforderliche Höhe mit Hilfe eines Drehknopfes 120 feineingestellt werden kann, der mit einer Zustellspindel 119 verbunden ist. Die Mutter (nicht dargestellt) für die Vorschubspindel ist an der Hinterseite des Führung elementes 118 angebracht. Somit können die seitlichen SQhienen 114, 116 an einer während des Laufs einstellbaren Lage gebracht werden, um die Zwischenräume 109, 111 festzulegen.
Dann kann die Feineinstellführung 118 angehoben oder abgesenkt werden, bis der Raum 110 genau den Abstand aufweist, der zum Durchlassen nur eines einzigen Papiers, einer einsigen Zeitschrift oder eines anderen Aufzeichnungsträgers erforderlich ist, wenn dieser in die Mulde 108 angesaugt worden ist.
Halte- bzw. Quetschwalzen, Transport bzw. Vorschub, Antrieb und Halterung Paarweise angeordnete Haltewalzen 122 bis 128 sind an gegenüberliegenden Seiten der vertikalen Führungsschienen 114, 116 angebracht. Die obere Haltewalze 122 oder 124 von jedem Paar liegt oberhalb der Höhe des Tisches 102 und die zugehörigen unteren Haltewalzen 126, 128 sind unterhalb der Tischhöhe angeordnet. Der Spalt der Walzen liegt horizontal der Führung 109-111 gegenüber und nimmt zu dieser einen Abstand ein, der etwas kleiner als die Dicke des Aufzeichnungsträgers ist, der durch die Tintenstrahldruckmaschine durchgeleitet wird. Die sich hin- und herbewegende Förderplatte 70 bewegt sich in den Richtungen C, D hin- und hergehend vor und zurück. Jedesmal, wenn sie sich in Richtung D bewegt, wird ein Papier, eine Zeitschrift oder ein anderer Aufzeichnungsträger von dem Unterdruck bzw. dem Vakuum in der Mulde 108 nach unten angezogen, und durch die Führung 118 durchgeschoben. Wenn dieser Vorgang abgelaufen ist, wird das Papier, die Zeitschrift oder ein anderer Aufzeichnungsträger in den Spalt zwischen den Haltewalzen 122-128 eingezogen, und in Richtung auf eine Anzahl von Förderbändern vorgerückt. Die Luftzuführung zu dem Saugeinsatz 118 wird von einem elektrischen Ventil gesteuert Die Schaltung des Ventils erfolgt mit Hilfe zweier optischer Unterbrecher, die bezüglich ihrer Lage mit Hilfe von Drehknöpfen 113, 115 eingestellt werden können. Bei einer bestimmten Stellung während der Rückbewegung in Richtung C, die durch den Schalter 115 bestimmt ist, stellt das Ventil eine Verbindung von einer UnterdrucEselle zu dem Einsatz 108 her, um ein Anziehen und Erfassen des Materials während der vorwärts gerichteten Bewegung in Richtung D an einer Stelle zu ermöglichen, die durch den Schalter 113 bestimmt ist. Das Ventil schaltet wiederum um und liefert über eine Verbindung Luftdruck von der Druckseite der Unterdruckpumpe bzw. Vakuumpumpe, um das Papier von dem Einsatz 108 abzustoßen.
Die Haltewalzen müssen in einer vertikalen Richtung unabhängig einstellbar sein, um eine Anpassung an ein gefaltetes Papier, eine Zeitschrift oder einen anderen Aufzeichnungsträger mit unregelmäßiger Dicke zu ermöglichen. Wenn beispielsweise die gefaltete Seite einer Zeitschrift (wie in Figur 4) rechts ist, muß sich die Haltewalze 124 nach oben bewegen, bevor die Haltewalze 122 sich bewegt, da die Faltung diese Seite dicker als an der anderen oder offenen Seite macht. Insbesondere kann es nötig sein, daß beide Walzen nach oben oder unten gestoßen werden können, wenn zwischen ihnen die Zeitschrift durchläuft, da einige einzelne Zeitschriften zufälligerweise dicker als andere Zeitschriften bei demselben Drucklauf sein können.
Weitere Schwierigkeiten ergeben sich dadurch, daß die Haltewalzen unterschiedliche Durchmesser und somit unterschiedliche lineare Geschwindigkeiten an dem Außenumfang ihrer Räder aufweisen. Wenn keine Korrektur erfolgt, versuchen die oberen und unteren Walzen den Aufzeichnungsträger beim Durchpassieren aufzureiben oder niederzudrücken. Wenn ein mehrlagiger Aufzeichnungsträger (wie zum Beispiel eine Zeitschrift) zwischen den Haltewalzen durchläuft, wird durch das Niederdrücken versucht, einige Seiten zurückzuschlagen, die sich möglicherweise in der Führung 110 festklemmen. Die Anordnung der Haltewalzen, der Transporteinrichtung, des Antriebs und der Halterung ist so getroffen, daß alle diese und ähnliche Schwierigkeiten überwunden werden.
Figur 6 zeigt den Kraftübertragungsweg zum Antreiben der Transporteinrichtung 52. Die primäre Antriebsquelle wird von einem Motor 130 gebildet, der zum Antreiben einer Welle 132 an diesen angekoppelt ist, die eine Anzahl von Scheibenrädern (wie zum Beispiel 133) trägt, die sich mit der Welle 132 drehen. Über jedes Scheibenrad läuft ein endloses Band (wie zum Beispiel 134), das in Richtung I läuft. Bei der Bewegung der Bänder 134 verdrehen sie eine Walze 136, die in der Nähe des Ausgangs der Haltewalzen 122-128 angeordnet ist.
(Die einzelnen Bänder können aufeinander zu oder voneinander wegbewegt werden, indem man handbetätigbare Griffe 138 (Figur 1) betätigt, mit denen der Abstand zwischen den Scheibenrädern auf der Welle 132 eingestellt werden kann. Eine Spannrolle 140 (Figur 6) ajustiert die Bandspannung).
Ein Scheibenrad 142 an dem Ende der Walze 136 dreht sich mit diesem, wenn diese durch die endlosen Bänder drehangetrieben ist. Ein Band 144 überträgt Kraft von der sich drehenden Walze 36 über das Scheibenrad 142 zu einem zugeordneten Scheibenrad 146. Um ein Schlupfen oder Rutschen zu verhindern, können beide Scheibenräder 142, 146 stehende Zähne und das Band 144 kann damit kämmende Evolvenjenzähne aufweisen.
Das Scheibenrad 146 ist mit einem ersten Zahnrad 148 unterhalb der Tischhöhe 102 gekoppelt, das mit einem zweiten Zahnrad 150 oberhalb des Tisches kämmt. Das Zahnrad 148 dreht einen Schaft 152, der unterhalb des Tisches 102 angeordnet ist, um die unteren Haltewalzen 126, 128 drehanzutreiben. Das Zahnrad 150 ist über einen Bowden-Zug 154 verbunden, um die oberen Haltewalzen 122, 124 anzutreiben. Da der Bowden-Zug flexibel ist, können sich die oberen Haltewalzen frei nach oben und unten unabhängig von einer Achsausrichtung bewegen.
Jedes paarweise zugeordnete Haltewalzenpaar umfaßt eine Walze mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser der anderen zugeordneten Walze ist. Beispielsweise kann jede der unteren Haltewalzen 126, 128 ein wenig großer als jede der oberen Haltewalzen 122, 124 sein. Somit ist die lineare Geschwindigkeit am Walzenumfang der unteren Haltewalzen immer geringfügig größer als die entsprechende lineare Geschwindigkeit der anderen Haltewalze.
Ein Differential 156 kann zwischen den Kraftübertragungswegen zum Antreiben der oberen und unteren Haltewalzen angeordnet sein. Das Scheibenrad 146 kann einstückig mit dem Gehäuse des Differentials ausgebildet sein. Entsprechend können beide oberen und unteren Haltewalzen von derselben Antriebsquelle versorgt werden und von dieser angetrieben werden.
Wenn die langsamere der Haltewalzen hinter die schnellere zurückfällt, ermöglicht das Differential 156, daß sich die Haltewalzen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, wodurch ein Niederdrücken des Aufzeichnungsträgers oder ein Zurückschlagen der Seiten einer Zeitschrift verhindert wird.
Wenn die langsamere der Haltewalzen faßt, wird sie über den Zahnriemen 144 mit Evolventenverzahnung und die zugeordneten zwei Scheibenräder 142, 146 zwangsläufig angetrieben. Sowohl die oberen als auch die unteren Haltewalzen 122-128 können zwangsläufig angetrieben sein und können somit total verschiedene Antriebsbedingungen liefern, ohne den Aufzeichnungsträger in irgendeiner Weise zu beschädigen.
Die Haltewalzen können nach oben oder unten unabhängig voneinander bewegt werden. Diese Bewegung und Einstellung erfolgt teilweise bei der anfänglichen Einrichtung der Maschine zur Ausführung eines entsprechenden Drucklaufes. Daraufhin brauchen keine weiteren Nachstellungen mehr ausgeführt zu werden, bis sich die physikalischen Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers ändern. Insbesondere sind die beiden oberen Haltewalzen 122, 124 unabhängig und separat in Lagern 158, 160 oberhalb den Platten 162, 164 an gegenüberliegenden Seiten der Führung 118 angebracht. Jede dieser Platten ist so gehaltert, daß sie sich einzeln auf- und abbewegen können, und daß sie einzelne verstellbare Jochelemente bilden. Eines der Jochelemente 164 besitzt einen horizontalen Halter 166, der beispielsweise durch Anschweißen, Anschrauben oder dergleichen fest damit verbunden ist. Das andere Jochelement 162 ist von dem Halter 166 getrennt. Ein Stehbolzen 168 jedoch, der integral an dem Halter 166 ausgeformt is-t, ragt horizontal in eine gegenüberliegende Öffnung in dem Jochelement 162 hinein. Eine Fxzenterscheibe 170 ist an der Seite des Jochelementes 162 horizontal angebracht, liegt der t5ffnung gegenüber und wird von einem Hebel 172 gesteuert. Wenn sich der Hebel 172 in Richtung E nach oben schwenkt, bewegt sich die zugeordnete Exzenterscheibe 170, um den Stehbolzen 168 zu lösen. Dann können die zur Halterung der Haltewalze dienenden Jochelemente 162, 164 relativ zueinander nach oben und unten bewegt werden. Dann wird der Hebel 172 nach unten in Richtung J geschwenkt und die Exzenterscheibe 170 legt den Stehbolzen 168 auf dem horizontalen Halterungselement 166 fest und sperrt diesen. Die beiden Jochelemente 162, 164 werden dann miteinander verriegelt.
Auf diese Art und Weise kann der vertikale Abstand zwischen den beiden paarweise zugeordneten Haltewalzen 122, 126 und 124, 128 unabhängig eingestellt werden. Somit wird eine Zeitschrift beispielsweise ruckfrei zwischen den Haltewalzen vorgeschoben und eingeführt, obgleich die gefaltete Kante dicker als die gegenüberliegende Kante ist Ein Drehknopf 172 kann verdreht werden, um die vertikale Lage der Jochelemente 162, 164 einzustellen, nachdem sie unabhängig voneinander einjustiert und miteinander verriegelt worden sind. Wie insbesondere in Figur 7B gezeigt, sind zwei in einem Abstand zueinander angeordnete parallele, vertikale Platten 174, 176 vorgesehen, die jeweils eine obere geneigte Fläche und eine mit Gewinde versehene Öffnung aufweisen, die horizontal durch die entsprechende Platte verläuft. Diese Ebenen können sich in den Richtungen L, M auf einem Gestell 178 vor und zurück gleitend bewegen, das ein Teil des Grundgestells 180, 182 bildet, das die Jochelemente 162, 164 trägt. Jede der geneigten ebenen Platten 1?4, 176 hat eine zugeordnete, mit Gewinde versehene Zustellspindel 184, 186, die durch die horizontale Offnung in der Platte verläuft.
Ein Drehknopf 172 ist an dem Ende einer der Zustellspindeln angebracht. Ein Paar kämmender Zahnräder 185, 187 sitzen auf den Zustellspindeln 184, 186. Wenn demzufolge der Drehknopf 172 in eine Richtung verdreht wird, verdrehen sich die Zustellspindeln 184, 186 in eine der Anzahl von Richtungen, und die geneigten ebenen Platten 174, 176 nähern sich einander, und wenn der Drehknopf 172 in die andere Richtung verdreht wird, bewegen sich die Platten voneinander weg.
Ein Mitnehmer 190 läuft auf den beiden geneigten Flächen der Platten 174, 176. Wenn sich die geneigten Flächen auf den Platten einander nähern, bewegt sich der Mitnehmer nach oben (siehe Figur 7B). Wenn sich die Ebenen voneinander wegbewegen, bewegt sich der Mitnehmer 190 nach unten. Die vertikale Position des Joches 162, 163 wird durch den Mitnehmer gesteuert. Nachdem die Jochelemente mit Hilfe der Exzenterscheibe 170 miteinander verriegelt worden sind, können diese demzufolge angehoben oder abgesenkt werden, um die oberen Haltewalzen 122, 124 in genauen Abständen zu den unteren Haltewalzen 126, 128 zu placieren.
Um eine Anpassung einer geringfügigen Dickenänderung zwischen einzelnen Zeitschriften bei dem gleichen Drucklauf zu ermöglichen, liegt der Mitnehmer 190 auf einer federbelasteten Platte 192 (Figur 7A) auf, die mit den Jochelementen 162, 164 verbunden ist und zwischen diesen angeordnet ist. Ein Schraubenbolzen 194 geht von einem horizontalen Halterelement 166 durch die gesamte Höhe der Steueranordnung nach oben bis zu der Platte 192. Eine Mutter 196 am Ende des Schraubenbolzens 194 liegt gegen die Platte 192 an und begrenzt somit die Vertikalbewegung der oberen Haltewalzen 122, 124.
Koaxial zu dem Schraubenbolzen 194 ist eine Spiralfeder 198 angeordnet, die sic zwischen dem Tragelement 166 und der oberen Platte 192 erstreckt, um die Haltewalzen 122, 124 nach unten unter Aufbringung einer Druckkraft vorzuspannen.
Unterhalb der Feder 195 ist ein Stellrad 200 zum Einstellen der Federspannung vorgesehen. Wenn die Kräfte, die die Haltewalzen auseinanderdrücken, die Federspannung übersteigen, können sich die oberen Haltewalzen 122, 124 nach oben bewegen, um eine Beseitigung von Eigenspannungen zu ermöglichen.
Eine Einrichtung zum t)bertragen von Drehantriebskräften zwischen den beiden oberen Haltewalzen trotz mangelnder Ausrichtung ihrer Achsen ist vorgesehen, was von der unabhängigen vertikalen Ver- und Einstellung der einzelnen Walzen herrührt. Die zu den oberen Haltewalzen 122, 124 übertragene Drehantriebskraft wirft eine Schwierigkçit auf, da die beiden Lager 158, 160 zueinander ausgerichtet sein können oder nicht.
Demzufolge ist eine exzentrische Antriebskupplung 202 (Figur 8) zwischen die Achsen 201, 203 der beiden Haltewalzen geschaltet. Bei einer Ausführungsform wurde eine Kupplung der Firma Schmidt Couplings Inc., Cincinnati, Ohio verwendet.
Jedoch ist eine derartige kupplung normalerweise nicht dazu geeignet, eine Zwischenverbindung zwischen zwei Achsen zu schaffen, die koaxial ausgerichtet sind, so daß hierdurch Probleme auftreten. Es ist nämlich durchaus Möglich, daß die Achsen 201, 203 in vielen Fällen zueinander ausgerichtet sind.
Im allgemeinen umfaßt eine derartige Kupplung drei ähnlich ausgebildete und bemessene, pentagonale Platten 204, 206, 208, die im Abstand parallel zueinander angeordnet sind. Zehn einzelne längliche Arme (wie zum Beispiel 210) sind schwenkbar an jedem ihrer Enden mit den entsprechenden Spitzen der angrenzenden Platten 204, 206, 208 verbunden. Beispielsweise ist das untere Ende des Armes 210 schwenkbar mit der Platte 204 und das obere Ende schwenkbar mit der Platte 206 verbunden. Die Achse 201 der Haltewalze 122 ist an die längsleitige pentagonale Platte 204 angeklammert und die Achse 203 ist an die rechtsseitige pentagonale Platte 208 angeklammert.
Die mittlere pentagonale Platte 206 ist schwenkbar mit den beiden äußeren Platten 204, 208 über Arme 210 verbunden.
Das Ende 212 der Achse 201 besitzt einen exzentrischen Arm oder einen Kurbelarm. Dies bedeutet, daß die Achse 201 Jede beliebige vertikale Position relativ zu der Achse 202 einnehmen kann (ausgerichtet oder nicht ausgerichtet) und trotzdem kann eine derartige Kupplung noch eine Zwischenverbindung zwischen zwei nicht ausgerichtete Achsen 212, 203 herstellen, was die Kupplung ermöglichen muß, um eine Drehantriebskraft zwi schen den äußeren Platten 204, 208 zu übertragen. Der Hubabstand N des exzentrischen Armes 212 oder des Kurbelarmes 212 ist gleich oder größer als das minimale Maß der Fehlausrichtung oder Verlagerung, die für eine derartige Kupplung erforderlich ist.
Tintenstrahldrucker Nachdem das Papier, die Zeitschrift oder ein anderer Aufzeichnungsträger aus den Haltewalzen ausgefwuhrt worden ist, wird es über laufende Bänder (wie zum Beispiel 134, Figur 1) an der Druckstation 61 vorbeigeführt. Der nähere Aufbau des Druckkopfes 86 ist in den Figuren 9 bis 13 gezeigt.
Ein Galvanometer von Siemens-Elema ist in Figur 9 gezeigt.
Insbesondere können Zeichen mit einem einzelnen intensitätsmodulierten Tintenstrahl gedruckt werden, wenn die Richtung des Tintenstrahles mechanisch auf schwingende Brt und Weise verändert wird, so daß dieser eine zyklische, sich wiederholende Bahn, wie zum Beispiel eine Sinuswelle, verfolgt.
Die Schwingungsbewegung erhält man meist dadurch, daß die Düse, die den Tintenstrahl erzeugt, mechanisch in Schwingung versetzt wird. Die bei dem Fachgebiet der Tintenstrahlschreiber erreichbare Qualität ist von der Schreibgeschwindigkeit (d.h. von der Geschwindigkeit, mit der sich das Papier bewegt und mit der die Tinte auf das Papier aufgetragen wird) abhängig. Die besten Resultate erhält man bei einer Schreibgeschwindigkeit innerhalb eines Bereiches von 3 bis 12 m/S.
Wenn der zyklische, sich wiedernolende Weg eine Sinuswelle ist, der über einem Papier durchlaufen wird, besitzt die sich schwingend bewegende Strahldüse eine Schreibgeschwindigkeit vs: vs = Aw x coswt 2 wobei A die Breite der Abtastung und w die Schwingungsfrequenz ist.
Aus dieser Gleichung ergibt sich, daß für praktisch verwertbare Breiten A eine obere Frequenzgrenze von ungefähr 1,5 kHz ausreichend ist, um die Tintenstrahldüse schwingend zu bewegen, wenn als eine Antriebskraft eine Sinuswelle verwendet wird.
Es können jedoch auch andere entsprechende Schwingungsformen Verwendung finden, aber es kann eine größere Bandbreite bzw.
ein größerer Frequenzabstand erforderlich sein. Der Teil des Galvanometers (Figur 9), der einen Tintenstrahl erzeugt, weist ein sehr dünnes Glasrohr 214 mit einem Außendurchmesser von ungefähr 100/um auf und ist an einem Ende in dem Gehäuse 216 des Galvanometers festgelegt. Das andere Ende 218 des Glasrohrs 214 ist um ungefähr 90° abgebogen und verengt sich zu einer Düse zur Erzeugung eines Strahls. Ein Strom 220 aus Tropfen strömt von dem Ende 218 in Richtung auf das Papier oder den Aufzeichnungsträger. Koaxial um das Rohr 214 ist ein kleiner zylindrischer Permanentmagnet 214 angebracht, der längs des Durchmessers gepolt ist. Der Magnet 224 liegt zwischen einem Paar Polschuhen 225, 226 (siehe Ausschnitt bei 227) eines Elektromagneten 228. Das Magnetfeld dreht den Magneten mit der Arbeitsweise des Galvanometers und lenkt die Düse 218 ab. Das Rückstellmoment der Anordnung von Düse und Magneten wird von der Torsion des Glasrohrs aufgebracht, wenn dieses in Abhängigkeit von der Erregung der Spule 228 verdreht wird. Die in das stabförmige Glasrohr 214 eintretende Tinte und die dieses Glasrohr durchströmt, wird bei 230 gefiltert. Federbelastete Kontakte 232 ermöglicllen, daß die Galvanometeranordnung in den Drucker einschnappen kann oder von diesem abgenommen werden kann.
Ein Elektrodenpaar 232, 235 ist auf dem Boden des Galvanometers angebracht, um einen Spalt P zu bilden, durch den der Tintenstrahlstrom 220 geht. Ein angelöteter Anschluß oder ein Ansatz 237 ist an dem gegenüberliegenden Ende der Elektrode 233 ausgebildet. Somit kann man einen Draht von der Elektrode 233 mit dem Mikroprozessor verbinden, so daß der Tintenstrahlstrom 220 mit einer elektrischen Ladung moduliert werden kann. Ungleich den meisten Tintenstrahldruckern ist der Strahl strom beim Drucken ungeladen und wird aufgeladen, wenn kein Druckvorgang ausgeführt wird. Hierdurch wird eine einfache Zweipunktwirkung erzeugt,-und genau gesteuerte analoge Ströme sind nicht erforderlich.
Der Druckkopf 86 (Figur 10) umfaßt eine Mehrzahl von Galvanometern, wobei jedes ähnlich wie in Figur 9 gezeigt ausgebildet ist. Jedes Galvanometer druckt eine separate Schriftzeile auf den Anschriftenzettel.
Der Druckkopf 86 umfaßt ein sechsseitiges metallisches Außengehäuse 234, das alle Galvanometer vollständig umschließt und Personen beim Umgang mit der Vorrichtung vor den Hochspannungen der Elektrode schützt. In Figur 10 sind die oberseitige Wand und zwei Endwände des Gehäuses gezeigt. Die zwei Seitenwände des Gehäuses 234 sind in Figur 10 abgenommen, so daß man die darin untergebrachten Einzelteile sehen kann und die obenseitige Gehäusewand 236 ist in Figur 12 gezeigt. Drei Tintenstrahlströme (wie zum Beispiel 220) treten aus den Galvanometern 244, 246, 248 durch den Schlitz 240 (Figur 12) aus, wenn sich das Oberteile an Ort und Stelle befindet. Zwei weitere Tintenstrahlströme von den Galvanometern 250, 252 an der entfernten Seite des Gehäuses 234 passieren den Schlitz 241.
Zentral innerhalb des Gehäuses 234 ist eine Isolierplatte 242 angeordnet, die vorzugsweise aus einem entsprechenden Kunststoffmaterial hergestellt ist. Mehrere Hochspannungselektroden 254, 256 sind an den gegenüberliegenden Seiten der Isolierplatte 242 hängend angeordnet. Fünf Galvanometer werden von der oberseitigen Platte 257 getragen (fünf Galvanometer sind vorgesehen, da diese zum gleichzeitigen Drucken von fünf Zeilen mit Zeichen ausreichen, die folgendes umfassen: einen Namen, eine dreizeilige Adresse und irgendeine Chiffrierung, wie zum Beispiel den Fristablauf oder die Beziehernummer eines Zeitschriftenabonnements).
Wie sich Figur 10 entnehmen läßt, sind die fünf Galvanometer 244-252 in versetzter Lage an den gegenüberliegenden Seiten der Mittenwand 242 angeordnet. Hierdurch erhält man einen kompakteren Aufbau.
Alternativ kann auch ein einziger Strahl die gesamte Breite eines Schriftfeldes bzw. eines Druckfeldes überstreichen und gleichzeitig irgendeine beliebige Anzahl von Zeilen drucken. Die fünf Strahldüsen dienen bei der dargestellten Ausführungsform zur Beschleunigung des Druckvorganges. Folglich kann jede beliebige Anzahl von Strahldüsen jede beliebige Anzahl von Zeilen drucken.
Ein Elektrogebläse 253 ist vorgesehen, um filtrierte Luft in das Gehäuse einzuspeisen, so daß man darin einen geringfügig höheren Druck als Atmosphärendruck schafft. Somit werden alle Fremdstoffe und Fremdkörper in der Bråhe der Strahldüsen der Galvanometer in dem Gehäuse weggeblasen -und nicht eingesaugt. Ferner gestattet diese Anordnung, daß das gesamte Gehäuse ausreichend geerdet ist, so daß Bedienungspersonen nicht in Berührung mit den Hochspannungen an den Elektroden in dem Gehäuse kommen können.
Zwei poröse Elektroden 254, 256 sind an den gegenüberliegenden Seiten der zentral angeordneten Isolierplatte 242 angebracht. Diese Elektroden verlaufen der ganzen Länge des zum Drucken dienenden Schlitzes benachbart, die für die fünf Galvanometer 244-252 erfordzrlich sind. Somit müssen die Tintenstranlströme von jeden der fünf Galvanometer in der Nähe dieser Elektroden 254, 256 vorbeigehen, bevor sie die Schlitze 24cm, 241 erreichen. Ein elektrischer Hochspannungsdraht 258 ist über einen Durchgang in der zentral liegenden Isolierplatte 242 mit den Elektroden 254, 256 verbunden, um an diese eine Hochspannung anzulegen.
Eine Unterdruckleitung 260 ist über einen Durchlaß 262 (Figur 11) in der Isolierplatte 242 mit Hohlräumen 264, 266 hinter den Elektroden 254, 256 verbunden. Somit wird jegliche Tinte, die auf die Elektroden 254, 256 fällt, durch das poröse Elektrodenmaterial in die Hohlräume 264, 266 angesaugt, sodann aus dem Durchlaß 262 und die Unterdruckleitung 260 zu dem Rücklaufbehälter 268 (Figur 1) für die Tinte geleitet.
Der Boden 236 (Figur 12) des Gehäuses 234 umfaßt zwei weitere Blöcke 270, 272, an denen zwei weitere poröse Elektroden 274, 276 angebracht sind, die geerdet sind. Die Blöcke 270, 272 und die Isolierplatte 242 sind in paralleler Anordnung in einem Abstand zueinander gehalten (Figur 13), wenn der Boden 236 an Ort und Stelle an dem Gehäuse 234 festgelegt ist. Ein Rinnenelement 278, 280 ist zwischen jedem der Blöcke 270, 272 und der Bodenwand 236 ausgebildet. Jedes der Rinnenelemente endet mit einer senkrecht stehenden, messerscharfen Kante 282, 284, die dicht in der Nähe der Schlitze 240, 241 verläuft, welche von den fünf Tintenstrahlströmen passiert werden.
Ein Paar poröser Blöcke 288, 290 sind zwischen den Blöcken 270, 272 und den Rinnenelementen 278, 280 angeordnet, wobei die Kanten der Blöcke 288, 290 in unmittelbarer Nähe zu und längs der Länge der messerscharfen arten 282, 284 verlaufen.
Ein Saughohlraum 292, 294 ist in jeder der porösen Elektroden 274, 276 und ähnliche Hohlräume 296, 298 sind in jedem der porösen Blöcke 283, 290 ausgebildet. Jeder dieser Hohlräume steht in Verbindung mit einem Saugkanal 300, 302 in den Blöcken 270, 272. Somit wird alle Tinte, die die Elektroden 274, 276, die porösen Blöcke 288, 290 oder die Rinnenelemente 282, 284 erreicht, über das poröse Material in die Saugeinrichtung abgezogen. Saugrohre 304, 306, 307 verbinden die Saugkanäle 300, 302 mit dem Rücklaufbehälter 268 (Figur 1) für die Tinte.
Die Funktionsweise zur Modulierung des Tintenstrahlstromes ist in Figur 13 erläutert (die Bezeichnung 'Strahlstrom" bezieht sich entweder auf einen Strom oder einen Sprühstrahl in beliebiger Form). Im Grundzustand sind die Tintentropfen während des Druckes ungeladen, so daß sie die Schlitze 240, 241 passieren und auf das Papier 306 gelangen. In Figur 13 ist beispielsweise der Schalter 307 in seinem offenen Zustand gezeigt, so daß der Draht 308 und die Modulierungselektrode 309 für den Strahl strom (Figur 10, 13) unterbrochen und abgeschaltet sind. Der benachbarte Tintenstrahlstrom 310, der durch die nicht gespeiste Elektrode 309 moduliert worden ist, ist in Figur 13 gezeigt, wenn dieser das Papier 306 erreicht.
Der Schalter 311 wird jedoch geschlossen, so daß der Draht 312 und die Elektrode 313 (Figuren 10, 13) mit Strom versorgt werden, so daß an jedem Tropfen in dem Tintenstrahlstrom 220 eine elektrische Ladung übertragen und angelegt wird.
Wenn eine elektrostatische Ladung auf die Tropfen des Tintenstrahlstroms oder des Sprühstrahls 220 einwirkt, stößt das Potential der Elektrode 254 die Tinte ab und das Massepotential an der Elektrode 276 zieht die Tinte an, die somit abgelenkt und umgelenkt wird und in der Rinne 284 aufgefangen wird. Von Bedeutung ist bei der vorliegenden Erfindung, daß die Vorrichtung eine Hochspannung an den gesamten Strom-oder Sprühstrahl in dem Aggregat anlegt. Somit braucht das potential auf den einzelnen Tropfen nicht gesteuert zu werden. Hierdurch :;ird die Steuereinrichtung einfacher und das Drucken läuft zuverlässiger ab. Ein Rechner kann durch Schalter 307, 311 simulierte Signale entsprechend anlegen, um aen Tintenstrahlstrom aus Tropfen 220, 310 zu modulieren, so daß auf ein Papier 306 etwas aufgetragen werden kann oder nicht.
Wenn die Tintenzufuhr abgesperrt ist, kann sich ein Tintentropfen an der Mündung der Strahldüse bilden, der, wenn keine Vorkehrungen getroffen sind, Probleme verursacht. Zum einen versucht der Tropfen den Zwischenraum zwischen den Elektroden 254, 276 beispielsweise zu verringern. Dann muß der Druckkopf abgestellt und gereinigt werden. Eine weitere Schwierigkeit ist darin zu sehen, daß der Tropfen die Trägheit des Schwingungssystems vergrößert. Somit besitzt das System einige neue Druckkennwerte.
Um jeden Tropfen an dem Ende der Strahldüse abzuführen, ist ein Block aus porösem Material 325 (Figur 13A) in der Nähe der Düse vorgesehen. Ein herausragender Teil 327 des Blockes 325 ist in der Nähe des Endes eines Bogens R angeordnet, um den die Strahldüse während des Druckes schwingt. Die Seitenwand S des Teiles 327 liegt ausreichend nahe an der Düse, um jeden an der Düse gebildeten Tropfen zu berühren, sie liegt jedoch auch so weit weg, daß sie die Düse selbst nicht berjihrt.
Unmittelbar nach seiner Bildung wird ein vielleicht am Ende der Düse 218 gebildeter Tropfen in das poröse Material 325 eingesaugt. Da der Tropfenradius nicht größer als 200/um sein sollte, beläuft sich der Abstand Q in Figur 13A auf ungefähr 250/um, was geringfügig von der Positionierung des Galvanometers bezüglich der Schwerkraft abhängig ist. Somit kann die Steuerschaltung so eingestellt werden, daß sie rrO-mente erzeugt, die auf den Magneten 224 einwirken, um die Diese entweder zu schütteln oder um die Düse dem Block 325 in Abhängigkeit von einer Tropfenbildung näherzubringen. Falls dies erreicht wird, tritt eine Kapillarwirkung zwischen dem Tropfen an der Strahldüse und dem porösen Block 325 zusätzlich zu einem hinter dem Block im Rohlraum herrschenden Unterdruck auf.
Tintenversorgungseinrichtung Die Tinte wird unter Druck stehend der Strahldüse jedes Galvanometers über die entsprechenden, einzeln zugeordneten Leitungen 324 (Figuren 9, 10) zugeführt. Die Einrichtung zur Druckerzeugung und zum Transportieren der Tinte ist in Figur 14 gezeigt. Insbesondere wird der Druck für die Tinte von einer der beiden unter Druck stehenden Stickstofflaschen 58A, 58B über einen Drucksensor 323A, ein Rückschlagventil 321, ein Ventil 328, einen Regler 326 und einen Sensor 323B zu einem Schaltventil 330B in einer Unterdruckleitung parallel zu einem Druckbehälter 346 geliefert. Das druckempfindliche Element 323A ermittelt, wenn der Stickstoffbehalter 58A (beispielsweise) leer ist. In Abhängigkeit hiervon leuchtet eine Sichtanzeige 98 (Figur 3) an der Steuertafel auf und die Druckliefersteuerung wird zu der zweiten Stickatofflasche 58B umgeschaltet. Eine Lampe 331 (Figur 3) leuchtet auf der Steuertafel ständig auf, bis die Stickstofflasche durch eine gefüllte ersetzt ist, wobei sich diese Anzeige auf die leer gewordene Stickstofflasche bezieht.
Ein Unterdruck wird über einen Weg geliefert, der von einem Muffenauslaß 332 (Figur 1) über eine motorangetriebene Vakuumpumpe 334, einen Unterdruckausgang 338 und einen Filter 336 zu einem Unterdrucksammelbehälter 340 führt. Von hier aus führt eine Unterdruckleitung 342 (Figur 14) über ein Kugelrückschlagventil 330A, das zwischen dieser Leitung und dem atmosphärischen Druck angeordnet ist, zu dem Schaltventil 3303.
Somit kann die Leitung 344 entweder unter Druck stehen oder in ihr ein Unterdruck herrschen, was von der Stellung des Schaltventils 330 abhängig ist.
Die von dem Schaltventil 330 abführende Leitng 344 ist mit dem Einlaß eines Druckbehälters 346 über einen Stauschütz 347 verbunden, der entweder auf einem O-Ring 349 aufsitzt oder dessen Schieber In der offenen Stellung herabhängt.
Der Staubschutz bzw. das Ventil 347 sitzt auf dem O-Ring auf, wenn der Ventilschieber durch einen Kunststoffsack 356 nach oben gedrückt wird. Dieses Ventil hält den Kunststoffsack 356 so, daß dieser nicht in die Unterdruckleitung 344 eingesaugt werden kann.
Der Auslaß 348 des Druckbehälters 346 ist mit einem Standrohr 350 verbunden, das sich innerhalb des Druckbehälters 346 erhebt und in ein Rohr 352 mündet. Ein schwimmendes Kugelventil 354 ist in dem Rohr 352 eingeschlossen. Ein O-Ring 357 ist unterhalb der Kugel 354 angeordnet, um die Kugel dicht abschließend gegen das Rohr 352 anzulegen. Ein Kunststoffsack 356, der mit Tinte aufgefüllt und die Tinte dann entleert wird, ist dicht abgeschlossen mit dem Standrohr 350 verbunden und umgibt dieses. Dieser Kunststoffsack 356 hält die Tinte sowohl getrennt von der Druckseite als auch von der Unterdruckseite, um eine Verunreinigung der Tinte mit Fremdstoffen zu verhindern. Wenn sich jedoch irgendwelche Verunreinigungen ergeben, kann der Kunststoffsack einfach ausgetauscht werden. Wenn der Pegel der Tinte in dem Kunststoffsack 356 höher als das Ende des Standrohres 350 liegt, schwimmt die Kugel 354 innerhalb des Rohres 352 und die Tinte kann zur Leitung 348 abströmen. Wenn jedoch der Pegel der Tinte ungefähr auf die Höhe am Ende des Standrohres 350 abfällt, wird das Kugelventil 354 durch den Sack nach unten gepreßt und die Kugel sitzt selbsttätig auf dem O-Ring 357 auf, so daß nunmehr keine Tinte am Auslaß 348 abströmen kann.
Der Benutzer kauft die Tinte in einer Kunststoffkartusche, die über einer Aufnahme 362 eingesetzt wird, die in Form eines Durchstechvorganges ein loch in den Behälter einsticht.
Vorzugsweise ist die Kartusche 360 an einer Stelle angeordnet, die höher als der Behälter 346 liegt. Ein entsprechender Bund 364 gestattet ein dichtes Abschließen von Kartusche 360 und Aufnahme 362, so daß die Tinte beim Verbindungsvorgang nicht austreten kann. Ein Drucksensor 366 ermittelt den Druck in der Leitung 363 und liefert ein Signal in Abhängigkeit des abfallenden Druckes (bis hinab zum Vakuum), wenn die Tinte aufgebraucht ist und der Tintenstrom aufhört zu fließen. Das Signal wird von einer aufleuchtenden Sichtanzeige 98 (Figur 3) gebildet und es kann auch jede andere Alarmanzeige verwendet werden, wie zum Beispiel ein Brnmmton. Ein Rückschlagventil 368 verhindert eine Rückströmung der Tinte in die Kartusche 360, wenn der Behälter 346 unter Druck gesetzt wird. Die Leitung 372 führt dann zu aeder Düse der Galvanometer. In der Leitung 372 ermittelt eine druckempfindliche Einrichtung 374 einen niedrigen Tintenstand und liefert ein entsprechendes Signal zum Aufleuchten der Sichtanzeige 98 in Figur 3.
Die Einrichtung zur Versorgung und Lieferung von Tinte arbeitet wie folgt. Das Schaltventil 330 ist so eingestellt, daß es die Vakuumpumpe 60 mit dem Einlaß 344 des Druckbehälters verbindet. Die Vakuumpumpe 60 erzeugt innerhalb des Behälters 346 einen Unterdruck, der das Rückschlagventil 368 offnet, um Tinte von der Kartusche 360 in den Kunststoffsack 356 anzusaugen.
Wenn der Kunststoffsack 356 in dem Druckbehälter mit Tinte aufgefüllt ist, wird das Ventil 347 geschlossen und das Schaltventil 330B unterbricht die Verbindung zu der Vakuumpumpe 60.
Das Rückschlagventil 368 bricht wirksam den Strom von der Tintenkartusche 360 ab und hierfür wird die Leitung 372 eingesetzt, in der Tinte unter Druck steht und die zu den Strahldüsen an den Galvanometern in Figur 10 führt. Der Druck des Stickstoffgases aus einem der Behälter 58 wird über das Ventil 347 an den Behälter 346 angelegt und der Kunststoffsack 356 wird mit Druck beaufschlagt, wobei Tinte in die Leitung 372 zu den Strahldüsen der Galvanometer ausgepreßt wird.
Wenn der Tintenvorrat in dem Sack 356 aufgebraucht ist, sitzt die schwimmende Kugel des Kugelventils 354 auf dem Standrohr 350 auf. Der Drucksensor 374 spricht auf den dadadurch resultierenden Druckabfall in der Leitung 372 an und bewirkt, daß das Schaltventil 330B umschaltet und der Füllzyklus wiederholt ausgeführt wird.
Der Aufbau der Tintenkartusche 360 ist in den Figuren 15 bis 19 gezeigt. Diese Kartusche wird ausgehend von einer ausgestanzten Tafel 360A (Figur 15) aus Kunststoff ausgebildet, die doppelt so lang als die endgültige Tintenkartusche ist. Ein Stehbund 364 ist an einer Seite der zugeschnittenen Kunststofftafel angeschweißt. Eine kleine quadratische Lasche 378 aus ähnlichem Material ist über der anderen Seite des ausgestanzten Zuschnitts 360A aus gunststoff dem Bund 364 gegenüberliegend aufgelegt. Eine Kante 380 der Lasche 378 ist an dem Zuschnitt 360A angeschweißt.
Dann wird der Zuschnitt 360A längs der Mittellinie 382 gefaltet, so daß die Gestalt 360B (Figur 16) gebildet wird.
Dann wird der Umfang des so erhaltenen Rohlings 360C an jeder Stelle 384, 386 (Figur 17) außer an dem Falz 382 und dem nackenförmigen Abschnitt 388 verschweißt. Somit erhält man eine fertiggestellte flaschenförmige Kartusche mit einem offenen nackenförmigen Abschnitt 388. Dann wird eine Menge Tinte über den nackenförmigen Abschnitt 388 mit Hilfe entsprechender Einrichtungen in die flaschenförniige Kartusche eingefüllt. Dann wird der nackenförmige Abschnitt 388 durch Schweißen verschlossen.
Wenn die Tintenkartusche verwendet werden soll, wird sie auf die Aufnahme 362 (Figur 18) gedrückt, die eine Öffnung durchsticht, so daß eine Öffnung in der Wandung der Kartusche gebildet wird. Die Innenlasche 378 wird angehoben, und die Tinte kann aus der Kartusche über die Aufnahme 362 abgeleitet werden. Wenn der Tintenvorrat aufgebraucht worden ist, wird die Kartusche von der Aufnahme abgenommen, die Lasche 378 (Figur 19) verschließt die eingestochene offnung und dient als ein Klappenventil, um einen weiteren Ausstrom von Tinte zu verhindern.
Elektronische Steuerschaltung Die rechnergesteuerte elektronische Schaltung zur Steuerung des Tintenstrahldruckes ist in Figur 20 gezeigt. Die Hauptteile dieser Schaltung werden von einem Vorratsdatenspeicher 400, einem Mikroprozessor 402, einem Schriftzeichengenerator 404, Ausgabepufferspeichern 406, die Jedem Galvanometer einzeln zugeordnet sind, und einem Taktimpulsgenerator 408 gebildet.
Taktimpulse zur Steuerung der elektronischen Schaltung sind bei 410 gezeigt. Die Matrix zur Bildung von alphanumerischen Zeichen ist mit 411 bezeichnet, und die bedruckten Versandzettel sind bei 412 dargestellt. Der sich zyklisch wiederholende oder mechanisch schwingende Weg, den die Tintenstrahldüse durchläuft, ist bei 413 dargestellt, und die auf das Papier 306 in modulierter Form aufgetragene Tinte ist bei 415 gezeigt.
Eine Sinuswelle bei 415 dient zur Erläuterung der Art und Weise, wie die Daten während der abwärts gerichteten Schwingungsbewegung verarbeitet werden und wie die Tinte während der aufwärts gerichteten Schwingungsbewegung der schwingenden Strahldüse aufgetragen wird. Der sinuswellenföraige Weg, der bei der Schwingung der Tintenstrahldüse durchlaufen wird, ist mit 415 bezeichnet, um das Prinzip zur Modulierung des Tintenstrahls ZU erläutern. Es ist sehr einfach, auf mechanische Art und Weise einen sinuswellenförmigen Weg aussufiihren, jedoch ergeben sich hierdurch Nachteile. Wenn eine Sinuswelle verwendet wird, ändert sich die Schreibgeschwindigkeit des Tintenstrahls auf dem Papier mit dem Kosinus des Ablenkungswinkels. Somit erzeugt eine Impuls mit konstanter Länge an der modulierenden Elektrode einen Strich auf dem Papier, dessen Länge eine Funktion von dem Ablenkungswinkel der Strahldüse ist. Diese Unstetigkeit der Druckzeit kann natürlich dadurch umgangen werden, daß man die Dauer zur Ubertragung der Information zu der modulierenden Elektrode steuert.
Wenn die Schwingungsbewegung der Düse einem dreieckförmigen Wellenmuster folgt, kann ein Taktsignal mit einer konstanten Frequenz verwendet werden. Ein derartiges Wellenmuster erfordert jedoch eine übergroße Bandbreite und es tritt eine Phasenänderung zwischen dem Taktsignal und der mechanischen Schwingung auf.
Die Schreibgeschwindigkeit des Tintenstrahls sollte so niedrig sein, um die Schärfe bzw. das Auflösungsvermögen und die Dichte des Ausdrucks zu optimieren. Hierfür ist ein sägezahnförmiges Schwingungsmuster geeignet, da dieses die geringstmögliche Schreibgeschwindigkeit bei einer festen Frequenz besitzt. Die Auflösung des sägezahnförmigen Schwingungsbildes macht jedoch eine größere Bandbreite für die mechanische Schwingungsanordnung erforderlich.
Die Form und Gestalt der Auflösung sollte somit in Form eines Kompromisses in Abhängigkeit von dem Anwendungsgebiet gebildet werden.
Die vorrätigen Daten werden in der Einrichtung 400 gespeichert (die hier mit tape deck bezeichnet ist), die entsprechend zum Verarbeiten von Datenträgern, wie zum Beispiel Lochkarten, Lochstreifen, Magnetbändern, magnetischen Schreib-'lochkarten oder dergleichen ausgelegt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich hierbei um ein Magnetband. Dieses Speichermediurn speichert einen Da'envorrat, der insgesamt oder teilweise geändert, auf den neuesten Stand gebracht, erweitert oder gestrichen werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt jeder komplette Datensatz in dem Vorratsspeicher den Namen eines Abonnenten, die Adresse und die Abonnentennummer, die in bis zu fünf separaten Zeilen aufgedruckt werden können. Die Daten können auch maschinenlesbare Strichcode oder Symbole zur Notierung bei der Post umfassen. Der Leser für das tape-deck kann von einer an sich bekannten Einrichtung zum Ablesen eines Speichermediums gebildet werden (zum Beispiel ein Lesekopf für ein Magnetband), was zur Folge hat, daß auf diesen Leser nicht näher eingegangen zu werden braucht.
Die zum Aufzeichnen auf das tape-deck verwendete interne Codierung hängt hauptsächlich von der Art des Speichermediums und der Einrichtung 400 zum Speichern von vorrätigen Daten ab. Ein Hersteller von magnetischen Schreiblochern verwendet beispielsweise seinen eigenen Code. Andere Hersteller verwenden andere Codierungen. Die Steuerung des erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers umfaßt somit Jede geeignete Anzahl von Codeumsetzern 418, 420, welche geeignet sind, die aus dem Vorratsspeicher ausgelesenen Daten aufzunehmen und zu decodieren. Diese Codeumsetzer können auf wechselweise verwendbaren, gedruckten Schaltungsplatten aufgebracht sein, die entsprechend ausgetauscht und ersetzt werden können.
Andererseits können auch alternative Schaltungen vorgesehen sein, die mit Hilfe eines der Schalter in Figur 3 an der Steuertafel ausgewählt werden können. Auf Jeden Fall werden die aus dem Vorratsspeicher 400 ausgelesenen Daten bei 418, 420 in den an sich bekannten ASCII-Code umgesetzt. Nach einer Ausführungsform ist ein Bandpufferspeicher 422 vorgesehen, am einen Datenblock bezüglich sechs Versandzetteln Jedesmal dann zu speichern, wenn der Vorratsspeicher 400 ausgelesen wird.
Als Mikroprozessor 402 kann jede beliebige Art von an sich bekannten Mikroprozessoren verwendet werden, die allgemein im Handel erhältlich sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wurde ein Mikroprozessor Intel 8080 eingebaut und getestet.
Eine Antriebsschaltung für das Galvanometer ist in Form einer entsprechenden Schaltung 421 zum Teilen durch neun ausgebildet, die in Abhängigkeit von einer Folge 425 aus Taktimpulsen von dem Taktimpulsgenerator 408 betrieben werden kann. Die Schaltung zum Teilen durch neun bewirkt, daß der Tintenstrahl 218 eine schwingende Bewegung vor und zurück ausführt und einen sinuswellenförmigen Weg 424 (ebenfalls bei 413 gezeigt) relativ zu einem sich bewegenden Papierstück 306 verfolgt. Der Ausgang der Schaltung zum Teilen durch neun, die die Düsen in Bewegung setzt, ist bei 417 gezeigt.
Die unverzogert an den Elektroden 309, 256 anliegenden Potentiale lenken entweder den Tintenstrahl von dem Papier (der Strahlstrom ist aufgeladen) ab, so daß kein Drucken erfolgt, oder sie ermöglichen, daß dieser das Papier (der Strahlstrom ist nicht aufgeladen) erreicht, um einen Ausdruck zu erstellen, wobei Tinte (wie bei 426 gezeigt) spurenförmig oder in Form von Flächengebilden (wie bei 428 gezeigt) aufgetragen wird. Bei der Wartung wird zur Probe ein Strom aus Tintentropfen, der bei 415 gezeigt ist, so abgelenkt, daß auf das Papier 306 der Buchstaben "A" gedruckt wird, während dem sich die Strahldüse schwingend bewegt und sich das Papier unter der Düse weiterbewegt. Dieser Buchstabe A wird in Abhängigkeit von den Zeichen gedruckt, die in der Matrix 411 gebildet werden.
Bei der Umkehrung bzw. Reflektion ist von Bedeutung, daß die Torsion des verdrehten Glasrohres 214 die Auslenkung der Düse einleitet, diese beschleunigt, dann verlangsamt, zum Stillstand kommt, die Bewegungsrichtung umgekehrt wird, wiederum eine Auslenkung beginnt, dann eine Beschleunigung, Verlangsamung, ..., usw. erfolgt. Somit bewegt sich der Strahl in der Nähe jedes Scheitelwertes der Sinuswelle (beispielsweise bei 429) während der Auslenkung der Düse wesentlich langsamer als im PIittelteil der Schwingung (beispielsweise bei 431). Demzufolge muß der Mikroprozessor 402 die Druckbefehle modifizieren, um die Lage der Düse bei ihrer Auslenkung zu berücksichtigen (d.h. die momentane Auslenkung5-geschwindigkeit berücksichtigen).
Die Zeichen werden in der Schaltung 404 gebildet, die eine 5 x 7 Matrix, wie bei 411 gezeigt, umfaßt. Successive momentane, inkrementielle Positionen bei jeder aufwärts gerichteten Schwingungsbewegung in der Sinuswelle der Auslenkungen der Düsen sind in Zeilen bei "1, 2, 3, ... 9" dargestellt.
Diese bilden die gewünschten Druckpunkte. Zur Berücksichtigung der geringeren Auslenkungsgeschwindigkeit der Düse an dem Scheitelwert (zum Beispiel 429) in der Nähe der Enden der Auslenkungen werden die ersten und letzten Matrixzeilen dupliziert. Somit bilden die Zeilen 1, 2 denselben gewünschten Druckpunkt an einem Scheitelwert einer Sinuswelle an einem Ende der Auslenkung der Strahidüse. Die Zeilen 8, 9 bilden dieselben gewünschten Druckpunkte an einem Scheitelwert der Sinuswelle in der Nähe des gegemiberliegenden Endes der Auslenkungen der Strahldüse. Während den Zeitintervallen 1, 2 und 8, 9 strömt die Tinte somit doppelt so lang auf das Papier als während der Zeitintervalle 3 bis 7, wenn sich die Strahldüse im Mittelabschnitt der Schwingungsbewegung schneller bewegt, was beispielsweise bei 431 angedeutet ist.
Die aufeinanderfolgenden, aufwärts gerichteten Schw ingungsbewegungen in der Sinuswelle 424 stellen die Auslenkungen der Strahldüse entsprechend den Spalten 1 bis 5 in der Matrix 411 (Figur 20) nach. Die Strahldüse wird demzufolge so gesteuert, daß sie Tinte an jenen inkrementellen Punkten bei der darauffolgenden aufwärts gorichteten Schwingungsbewegung bei der Auslenkung aufträgt (wie mit 4819 bezeichnet), die den Markierungen in den Spalten 1 bis 5 in der Matrix 411 entsprechen. Andere alphanumerische Zeichen werden auf ähnliche Art und Weise gebildet.
Jedesmal wenn der Vorratsspeicher 400 einen Datenblock ausliest, speichert der Pufferspeicher 422 erforderliche Daten bis zu 1000 Zeichen, was ungefähr zum Drucken bis zu 6 Versandzetteln ausreicht. Diese in dem Puffer gespeicherten Daten werden jeweils unter einer einzelnen Zuordnung zu einem Versandzettel ausgelesen und dann von der Schaltung 422 zu dem Mikroprozessor 402 übertragen, der bis zu 256 Zeichen speichern kann (wobei diese Anzahl von Zeichen für einen Versandzettel ausreicht).
Der Mikroprozessor 402 arbeitet mit einem Programm, das bei 423 gespeichert ist, und liefert hiermit Daten zu dem Schriftzeichengenerator 404, in dem das Format mit Zeilen und Spalten erstellt wird, was in Form der Matrix 411 gezeigt ist.
Zusätzlich liefert der Taktimpulsgenerator 408 eine kontinuierliche Folge 425 aus Taktimpulsen zu dem Mikroprozessor 402 und zu den Schieberegistern 406, die einzeln den fünf Strahldüsen zugeordnet sind, wobei bei 427A, 427B zwei von diesen gezeigt sind. Der Schriftzeichengenerator 404 liefert die Daten einer einzigen Matrixspalte,die einer ersten Zeile beim Drucken zugeordnet ist, zu dem Schieberegister 432 während eines ersten Taktimpulses. Während des nächsten Taktimpulses werden die Daten in dem Schieberegister 432 zu dem Schieberegister 433 weitergegeben und die Daten bezüglich einer einzigen Matrixspalte betreffend die nächste Druckzeile werden bei 432 gespeichert. Auf ähnliche Art und Weise werden die Daten jeder Matrixspalte, die sich auf Jede Druckzeile beziehen, ebenfalls in jedem einzeln zugeordneten Schieberegister bei 406 gespeichert. Der Datenspeichervorgang wird von einer Linienwählschaltung 437 gesteuert.
Die Funktionsweise der elektronischen Steuerschaltung läßt sich am besten anhand den Kurvenzügen in Figur 20 erklären.
Insbesondere liefert der Taktimpulsgenerator 408 eine kontinuierliche Folge 425 von Taktimpulsen zu dem Mikroprozessor 402, zu den Schieberegistern 406 und zu der Schaltung 421 zum Einstellen und Betreiben der Galvanometer. Die ersten neun Impulse 502 bewirken, daß beispielsweise eine Strahldüse 427B eine aufwärts gerichtete Schwingungsbewegung ausführt, da die Betriebsschaltung 427 einen Ausgang 417 mit einer Polarität zu der Galvanometerspule 504 liefert, die der Düse 427B zugeordnet ist.
Während der nächsten neun Impulse 506 führt die Strahldüse 427B eine abwärts gerichtete Schwingungsbewegung aus, da die Schaltung 421 den Ausgang 508 mit entgegengesetzter Polarität an die Spule 504 anlegt. Die dabei erhaltenen mechanischen Düsenauslenkungen sind durch den Kurvenzug 419 dargestellt. Ein Datenblock wird dann von dem Vorratsspeicher 400 abgerufen, nämlich die Daten für sechs Versandzettel gleichzeitig, und diese Daten werden in einem Pufferspeicher 422 gespeichert. Daraufhin werden dieselben Daten, ein Kennsatz pro Zeiteinheit von dem Bandpufferspeicher 422 zu dem Kennsatzspeicher 510 übertragen, der mit dem Mikroprozessor 402 verbunden ist. Wie bei 512 angedeutet, liefert der Mikroprozessor dann die Daten in dem Kennzeichenspeicher 510 zu dem Schriftzeichengenerator 404 während der abwärts gerichteten Schwingungsperiode 506 der Strahldüse.
Bei 514 sind fünf kleine schraffierte Quadrate eingezeichnet, die bedeuten, daß der Mikroprozessor 402 einen Datenblock für einen Versandzettel zum Drucken von fünf Zeilen aus dem Speicher 510 über den Schriftzeichengenerator 404 zu den Schieberegistern 406 übertragen hat. Die Daten, die von dem schraffierten Quadrat "1" dargestellt werden, werden beispielsweise in dem Schieberegister 432 und die Daten, die von dem schraffierten Quadrat"5'1 dargestellt werden, werden in dem Schieberegister 436 gespeichert. Auf ähnliche Art und Weise werden die Daten von den schraffierten Quadraten "2" bis "4" in den Schieberegistern 433 bis 435 gespeichert. Die Datenspeicherung erfolgt unter der Steuerung der Taktimpulse 516 während der abwärts gerichteten Schwingungsbewegung 506 der Auslenkung der Strahldüse.
Während der nächsten darauffolgenden, aufwärts gerichteten Schwingungsbewegung 520 der mechanischen Aus lenkung der Strahldüse druckt jeder Strahl eine Zeile des Ausdrucks in Abhängigkeit von den in dem zugeordneten Schieberegister 406 gespeicherten Daten aus. Die Düse 427A druckt beispielsweise eine Zeile in Abhängigkeit von den in dem Schieberegister 432 gespeicherten Daten aus und die Düse 427B druckt beispielsweise eine andere Zeile in Abhängigkeit von den in dem Schieberegister 436 gespeicherten Daten aus. Drei weitere Strahldüsen (in Figur 20 nicht gezeigt) drucken drei andere einzelne Zeilen in Abhängigkeit von den in den Schieberegistern 433 bis 435 gespeicherten Daten aus.
Unter Rückbeziehung auf Figur 10 wird daran erinnert, daß die Galvanometer 244 bis 252 zum Drucken von ungeradzahligen und geradzahligen Zeilen bezüglich einander versetzt angeordnet sind. Somit empfängt das unter dem Druckkopf durchlaufende Papier 306 die Tintenstrahlen von den Galvanometern, die eine geradzahlige Zeile drucken, bevor es die Tintenstrahlen von den Galvanometern empfängt, die ungeradzahlige Zeilen drucken. Die Zeichnung verdeutlicht bei 522, daß die Galvanometer der Strahldüsen, die den geradzahligen Zeilen zugeordnet sind, durch den Taktimpuls 9 zu einem Zeitpunkt in Betrieb gesetzt werden, wenn die Strahldüsen, die den ungeradzahligen Zeilen zugeordnet sind, von einem Taktimpuls 1 in Betrieb gesetzt worden sind. Die Verzögerung des Taktimpulses 9 deckt sich mit der Zeit, die zur Weiterbewegung des Papiers 306 von der Position der den geradzahligen Zeilen zugeordneten Strahlströme zu den Strahlströmen, die den ungeradzahligen Zeilen zugeordnet sind, benötigt wird. Wie beispielsweise bei 524 angedeutet, drucken die Tintenstrahlen, die den geradzahligen Zeilen zugeordnet sind, die 16 Zeichen in ihren Zeilen, währenddem die Tintenstrahlen, die den ungeradzahligen Zeilen zugeordnet sind, 8 Zeichen in den entsprechenden Zeilen drucken. Somit sind die einzelnen Druckzeilen physikalisch ausgerichtet, obgleich die Strahldüsen physikalisch versetzt angeordnet sind.
Die Zeilen 526 dienen zur Erläuterung der Verarbeitung der Daten und der Steuerschaltung 528 zum Betreiben des Bandes.
Bevor dem Beginn dieser Zeilen 526 ist vorauszusetzen, daß ein Datenblock zum Drucken von 6 Versandzetteln von dem Vorratsspeicher des tape-decks 400 zu dem Bandpufferspeicher 422 übertragen worden sind. Zum Zeitpunkt 530 nimmt der Mikroprozessor 402 ein Stroben der OR-Schaltung 531 vor und gibt dem Bandpufferspeicher 422 einen Befehl zu Abrufen der für den Druck des ersten Versandzettels erforderlichen Daten, wobei die abgerufenen Daten in dem Kennsatzspeicher 510 gespeichert werden. Zum Zeitpunkt 532 werden die abgerufenen Daten aus dem Kennzeichensatzspeicher 510 ausgegeben und zum Drucken eines ersten Versandzettels verwendet. Sobald dieser erste Versandzettel gedruckt ist (zum Zeitpunkt 534), nimmt der Mikroprozessor 402 wiederum ein Stroben der OR-8chaltung 531 vor und gibt einen Befehl, daß der Bandpufferspeicher 422 die zum Drucken des zweiten Versandzettels erforderlichen Daten abrupt.
Nachdem der Mikroprozessor 402 die Befehle ausgegeben hat, und der Bandpufferspeicher 422 das Abrufen aller zum Drucken der sechs Versandzettel benötigten gespeicherten Daten zum Zeitpunkt 536 beendet hat, erregt der Mikroprozessor 402 die Steuerschaltung 528 für das Band derart, daß das tapedeck 400 ein Steuersignal erhält. Das tape-deck 400 liest eine Anzahl von Daten aus, die zum Ausdrucken von sechs Versandzetteln erforderlich sind. Jedesmal, wenn das tapedeck 400 Daten ausliest, die ein einziges Zeichen darstellen, erfolgt ein Stroben der OR-Schaltung 531 und der Bandpufferspeicher 422 speichert dies.
Wenn das tape-deck 400 den Datentransfer für sechs zu druckende Versandzettel beendet hat, wird ein Endsignal für den Block zum Zeitpunkt 538 erzeugt. Daraufhin wird die Kennlinie seines Stroben-Signals geändert, das die Steuerschaltung 528 für das Band aufnimmt. Die Steuerschaltung 528 für das Band unterbricht in Abhängigkeit davon das Steuersignal von dem tape-deck 400, so daß das Abrufen beendet wird.
Die Steuerschaltung 528 für das Band signalisiert den Mikroprozessor 402 und zeigt diesem an, daß ein Ausdrucken des ersten Versandzettels nunmehr befohlen und ausgeführt werden kann. Zum Zeitpunkt 540 gibt der Mikroprozessor dem Bandpufferspeicher 422 einen Befehl, um die zum Ausdrucken des ersten Versandzettels erforderlichen Informationen abzurufen, was zum Zeitpunkt 542 ausgeführt wird.
Die Art und Weise des gedruckten Versandzettels läßt sich Figur 21 entnehmen. Fünf Strahldüsen 572, 576, 218, 576, 578 der fünf entsprechenden Galvanometer 244, 246, 248, 250, 252 (Figur 10) sind über fünf separaten Druckzeilen 580-588 angeordnet, die auf dem Versandzettel aufgedruckt werden sollen.
Somit ermöglicht jede Düse einzeln einen Ausdruck einer separaten Druckzeile. Ein zu bedruckender Versandzettel ist bei 590 gezeigt. Ein vollständig bedruckter Versandzettel ist bei 592 gezeigt.
Ein Vorteil ist darin zu sehen, daß der Tintenstrahl ein Vermögen besitzt, graphische Symbole sowie häufiger vorkommende alphanumerische Symbole zu drucken. Figur 21 umfaßt beispielsweise einen maschinenlesbaren Strichcode 594. der zur individuellen Identifizierung des entsprechenden Versandzettels 592 für den Mikroprozessor 402 oder für einen anderen Rechner (nicht gezeigt) dient. Somit können beispielsweise Rückantwortkarten für geschäftliche Zwecke mit Versandzetteln bedruckt werden, die eine Strichcodierung 594 umfassen. Wenn ein Kunde die Postkarten zurückschickt, werden diese von einem automatischen Strichcodeleser bearbeitet. In Abhängigkeit davon kann der dem Leser zugeordnete Rechner die Kunden identifizieren und ermitteln, die am häufigsten auf ein Angebot antworten. Hierzu kann die Einrichtung 400 zum Speichern von Vorratsdaten so gesteuert werden, daß diese nur jene Versandzettel ausliest, die Strichcodierungen besitzen, die den Strichcodierungen auf den Postkarten entsprechen, die zurückgesandt worden sind. Somit können bevorzugte Daten selektiv von dem Vorratsspeicher in Abhängigkeit von einem maschinenlesbaren Code abgerufen werden.
Um eine optimale Druckgeschwindigkeit zu erzielen, werden mehrere Düsen verwendet, wobei jeweils eine Jeder Druckzeile zugeordnet ist. Die Verwendung mehrerer Düsen hat jedoch auch zu einer komplexen Steuerung geführt. Wenn demzufolge eine einfachere Steuerung erwünscht ist, und die Druckgeschwindigkeit nicht von ausschlaggebender Bedeutung ist, kann man Abstriche machen. In Figur 22 ist beispielsweise ein Weg bzw. eine Bahn aufgezeigt, die von einer einzigen Düse durchlaufen wird, wenn diese eine Mehrzahl von Druckzeilen, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind es sechs, überstreicht. Wenn der Strahl über jede Druckzeile hinwegläuft, trägt dieser selektiv Tinte auf (oder er trägt auch keine Tinte auf) und erstellt somit eine Anzahl von Druckzeilen. Somit kann man mit Hilfe Jeder entsprechenden Anzahl von Düsen jede entsprechende Anzahl von Druckzeilen erstellen.
Leerseite

Claims

Patentansprüche Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf, g e k e n n -ze i c h n e t durch ein Gehäuse (234), das den Druckkopf (86) zur Bildung einer elektrostatischen Abschirmung um den Kopf vollständig umschließt, durch wenigstens einen Schlitz (240, 241) in einer Wand (236) des Gehäuses (234), durch rinnenförmige Einrichtungen (278, 280) innerhalb der Wand, wobei die rinnenförmigen Einrichtungen (278, 280) in der Nähe des Schlitzes (240, 241) eine senkrecht vorspringende, scharfe schneidenähnliche Kante (282, 284) besitzt, durch wenigstens eine elektrisch aufgeladene Elektrode (233, 235), die in der Nähe der scharfen, schneidenähnlichen Kante (282, 284) angeordnet ist, durch wenigstens eine Einrichtung (224, 228) zum Ausführen einer mechanischen Schwingungsbewegung der Strahldüse, die einen Strahlstrom aus Tropfen an der Elektrode (233, 235) und der scharfen, schneidenähnlichen Kante (282, 284) vorbei richtet, die eine nin- und hergehende, überstreichende Vor- und Zurückbewegung durch den Schlitz (240, 241) In Abhängigkeit von den Schwingungsbe»egungen des Strahls ausführt, und durch Einrichtungen (254, 256) in der Nähe der Strahldüse, welche selektiv elektrostatische Ladungen auf die Tropfen in dem Strahl strom aufbringen, wobei die Ladung auf den Tropfen während den Druckintervallen relativ zu der Ladung der Elektrode neutral ist, und wobei eine Hochspannungsladung relativ zu der Ladung an der Elektrode während den Intervallen, während denen nicht gedruckt wird, anliegt, so daß die Hochspannungsladung den Strahlstrom in die rinnenförmigen Einrichtungen (278, 280) ablenkt.
2. Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Elektrode (254, 256) aus einem porösen Material besteht und dieser infolge von Unterdruck ansaugende Hohlräume (260, 264) zugeordnet sind, die zum Sammeln der auf die Elektrode auftreffenden Tinte bestimmt sind.
3. Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß poröse Blöcke (325) zwischen den rinnenförmigen Einrichtungen (278, 280) angeordnet sind und daß Hohlräume (260), die infolge von Unterdruck eine Ansaugung bewirken, den porösen Blöcken (325) zugeordnet sind, die zum Sammeln der in die rinnenförmigen Einrichtungen fallenden Tinte bestimmt sind.
4. Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß eine Einrichtung zum Abstreifen von Tintentropfen vorgesehen ist, die sich an der Strahldüse bilden.
5. Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf nach einem der vor-gehenden Anspruche, d a d u r c h g e k e n n -z e 1 c h ri e t, daß ein Mikroprozessor (402) vorgesehen ist, welcher die Ladungen auf die Tropfen synchron mit der mechanischen Schwingungsbewegung in Abhängigkeit von Infozmationsdaten aufbringt, die sich auf alphanumerische Zeichen beziehen.
6. Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf nach Anspruch 5, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Matrix (411), die die Daten bezüglich der Zeichen in Positionssignale auflöst, die durch Positionen in der Spalten- und Zeilenanordnung der Matrix bestimmt sind, durch mehrere Einrichtungen zum individuellen Speichern von Daten bezüglich Jeder Spalte in der Matrix und durch Einrichtungen zum Ubertragen der Daten in der Spalte der Matrix zu einer Datenspeichereinrichtung während Zeiträumen, während dem sich der Sprühstrahl in eine Richtung bewegt und zum Auslesen der gespeicherten Daten, um die Ladung auf die Tropfen aufzubringen, während dem sich der Sprühstrahl in Gegenrichtung bewegt.
7. Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Druckkopf (86) nebeneinanderliegend mehrere Tintenstrahldüsen (572, 576, 218, 576, 578) umfaßt, welche gleichzeitig mehrere Zeilen zu einem Zeitpunkt ausdrucken, daß eine Transporteinrichtung (50, 52) zum Aufnehmen, Vorschieben und Weiterbefördern eines Aufzeichnungsträgers unter den nebeneinanderliegend angeordneten Tintenstrahldüsen und eine Einrichtung vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von einem Mikroprozessor (402) eine Anzahl von Organisationsfunktionen zum Laufenlassen der Vorrichtung gleichzeitig mit dem Ausdrucken ausführt, um eine entsprechende Tintenversorgung für die Tintenstrahldüsen sicherzustellen und um die von den Tintenstrahldüsen ausgegebene Tinte zu sammeln.
8. Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h ge k e n n -z e i c h n e t, daß Speichereinrichtungen zum Speichern von vorrätigen Daten vorgesehen sind, welche ein Speichermedium zum Speichern einer großen enge von Daten umfassen, welche im ganzen oder teilweise geändert, auf den neuesten Stand gebracht, erweitert oder gekürzt oder gestrichen werden können, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von den aus den Speichereinrichtungen ausgelesenen Daten den Mikroprozessor (402) ansteuert, so daß die entsprechenden Daten zu den Tintenstrahldüsen geliefert werden.
9. Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß eine Einrichtung (253) vorgesehen ist, welche das Gehäuse mit gefilterter Luft unter Druck setzt, daß der Druck größer als atmosphärischer Druck ist, so daß die gefilterte Luft aus dem Spalt in dem Gehäuse ausgeblasen wird, und daß hierdurch ein Eindringen von Fremdkörpern in den Spalt in Abhängigkeit von den Änderungen bezüglich des atmosphärischen Druckes verhindert wird.