DE2835262C2 - Ansteuerung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgans - Google Patents

Ansteuerung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgans

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Description

a) Aufprägen eines ersten Steuerstromes (h) in Polarisationsrichtung des Wandlers (6) in einem unabhängig einstellbaren ersten Zeitintervall (U bis t2), in dem die Kompressionskammer (1) zum Ansaugen von Tinte über den statischen Zustand des Wandlers (6) hinaus erweitert wird (Vorbei eitungsphase I),
b) Aufprägen eines zweiten Steuerstromes (I2) entgegen der Polarisationsrichtung des Wandlers (6) in einem anschließenden, unabhängig einstellbaren zweiten Zeitintervall (t2 bis i3), in dem die Kompressionskammer (1) zum Ausstoßen von Tinte verengt wird (Schreibphase II), und
c) erneutes Aufprägen des ersten Steuerstromes (h) in Polarisationsrichtung des Wandlers (6) in einem anschließenden, unabhängig einstellbaren drir.en Zeitintervall (ty bis £4), in dem die Kompressionskammer (1) zum Ansaugen von Tinte «-v/eitert v/ird (Regenerationsphase III).
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2. Ansteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerströme (Iw I2) in den einzelnen Zeitintervallen jeweils konstant sind.
3. Ansteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerströme (Iw I2) betragsmäßig gleich sind.
4. Ansteue;ung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verläufe der Steuerströme (Iw A) zur Anpassung an das System vorverzerrt sind.
5. Ansteuerung nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Zeitintervall (h bis ti) gleich der Summe aus dem ersten Zeitintervall (U bis t2) und dem dritten Zeitintervall Ci3 bis U) ist.
6. Ansteuerung nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerströme (Iw I2) durch Schaltsignale (Si; S2) ein- und ausschaltbar und die Schaltsignale (S,; S2) durch einstellbare Zeitverzögerungen aus einem Schreibbefehl (So) zur Einleitung eines Schreibzyklus ableitbar sind, wobei die einzelnen Zeitintervalle durch entsprechende Verzögerungszeiten unabhängig voneinander einstellbar sind.
7. Ansteuerung nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerströme (Iw ti) für den piezoelektrischen Wandler (6) zur Aufzeichnung von Grautönen in Abhängigkeit eines durch Vorlagenabtastung gewonnenen Bildsignals veränderbar sind.
8. Ansteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ansteuerschaltung mit,
einem durch Steuerströme (Iw I2) beaufschlagten
50
55
60 piezoelektrischen Wandler (6) zur Volumenänderung einer Kompressionskammer (1),
einer ersten ein- und ausschaltbaren Stromquelle (11) zur Erzeugung des ersten Steuerstromes (/,),
einer mit der ersten Stromquelle (11) verbundenen zweiten Stromquelle (12) entgegengesetzt der Polarität zur Erzeugung des zweiten Steuerstromes (I2), wobei die eine Elektrode des piezoelektrischen Wandlers (6) an Massepotential und die andere Elektrode an die Stromquellen (11; 12) angeschlossen sind,
und mit Schaltmitteln (13; 14) zum Ein- und Ausschalten der Stromquellen (11; 12).
Die Erfindung betrifft eine Ansteuerung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgans, bei dem das Volumen einer die Tinte enthaltenen Kompressionskammer mittels eines piezoelektrischen Wandlers verändert wird, wobei sich die Kompressionskammer durch eine elektrische Erregung des Wandlers in Polarisationsrichtung erweitert und durch eine Erregung entgegen seiner Polarisationsrichtung verengt
Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgan findet beispielsweise bei Druckern, Fernschreibern, Faksimile-Geräten und dergle^hen Anwendung.
Ein solches Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgan besteht im wesentlichen aus einer röhrenförmigen Kompressionskammer, deren auf ein Aufzeichnungsmedium gerichtetes Ende als Schreibdüse ausgebildet und deren entgegengesetztes Ende mit einem Vorratsbehälter für die Tinte verbunden ist Die Kompressionskammer ist von einem piezoelektrischen Wandler umschlossen, der unter Ausnutzung des piezoelektrischen Effektes das Volumen der Kompressionskammer im Takte einer Steuerspannung verändert.
In einer Schreibphase verengt sich die Kompressionskammer, und die dabei entstehende Druckwelle treibt ein oder mehrere Tintentröpfchen aus der Schreibdüse.
In einer anschließenden Regenerationsphase erweitert sich die Kompressionskammer und ergänzt die durch die Tröpfchenbildung reduzierte Tintenmenge aus dem Vorratsbehälter.
Es werden eine kurze Schreibzeit und eine gute Reproduktionsqualität gefordert. Diese Forderungen sind durch eine hohe und konstante Austrittsgeschwindigkeit der Tintentröpfchen aus der Schreibdüse, durch eine kurze und konstante Tröpfchenfolge und durch ein konstantes Tröpfchenvolumen erreichbar.
Aus der DE-OS 21 44 892 sind bereits verschiedene Steuerspannungs-Generatoren für einen piezoelektrischen Wandler bekannt, bei denen die Steuerspannungsimpulse durch Laden und Entladen des elektrisch als »Kondensator« wirkenden piezoelektrischen Wandlers über Widerstände und Induktivitäten erzeugt werden.
Bei diesen Steuerspannungs-Generatoren ist die minimal erreichbare Impulsdauer bei /fC-Schaltungen durch die Zeitkonstanten oder bei Z-C-Schaltungen durch das Schwingverhalten begrenzt. Die Tröpfchen-Folgefrequenz läßt sich daher nicht beliebig vergrößern, und die Grenze der Arbeitsgeschwindigkeit ist erreicht.
Durch den steilen Anstieg und durch das exponentionelle Abklingen der Steuerimpulse verlaufen die Übergänge von der Volumenverengüng zur Völumenerweiterung nicht kontinuierlich, was zu einem unkontrollierten Verhalten des Aufzeichnungsorgans führt.
Es hat sich außerdem in der Praxis herausgestellt, daß derartige Ansteuerungen zur Ausbildung von Störschwingungen in der Flüssigkeit neigen. Es kommt zu einer gegenseitigen Beeinflussung der Tintentröpfchen, wobei je nach Phasenlage der Störschwingungen zum Zeitpunkt einer Tröpfchenbildung kürzere oder längere Tröpfchenabstände entstehen. Um die Auswirkungen solcher Störschwingungen in der Flüssigkeit gering zu halten, müssen bei den herkömmlichen Steuerspannungs-Generator^ti bestimmte Beruhigungszeiten für die Störschwingungen einkalkuliert werden, wodurch der Erhöhung der Tröpfchen-Folgefrequenz ebenfalls Grenzen gesetzt sind.
Hinzu kommt, daß die bekannten Ansteuerungen nicht stabil arbeiten, so daö Spannungsimpulse unterschiedlich hohen Energieinhalts und damit Tröpfchen unterschiedlichen Volumens erzeugt werden. Bei zu kleinen Spannungsimpulsen treten überhaupt keine Tröpfchen aus der Schreibdüse aus, bei zu großen Spannungsimpulsen kann es dagegen zu Störschwingungen und Tröpfchensatelliten kommen.
Ungleichmäßige Tröpfchenfolge und schwankende Tröpfchenvolumina haben aber einen erh;blichen Einfluß auf die Reproduktionsqualität.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß in Abhängigkeit von der Steilheit der Spannungsimpulse eine hohe dynamische Impulsleistung übertragen werden muß, welche nach dem Schaltvorgang statisch erhalten bleibt oder exponentiell abklingt.
In der DE-OS 25 48 691 wird eine weitere Ansteue-. rung für einen piezoelektrischen Wandler beschrieben, bei der die Steuerspannungsimpulse mittels eines Impulsübertragers auf den Wandler gegeben werden. Auch in diesem Falle ist die erreichbare Impulsdauer und damit auch die erreichbare Tröpfchen-Folgefrequenz durch das Verhalten des Schwingkreises, der aus der Induktivität des Impulsübertragers und der Kapazität des Wandlers gebildet ist, begrenzt.
Eine andere Ansteuerung ist aus der DE-OS 21 32 082 bekannt, bei der für jedes Tintentröpfchen ein steiler Steuerspannui.gsimpuls bestimmter Dauer auf den Wandler gegeben wird. Mit der Vorderflanke des Steuerspannungsimpulses beginnt der Druckanstieg bis zu einem konstanten Druck, der bis zur Rückflanke des Steuerspannungsimpulses nahezu aufrechterhalten wird und dann abklingt, wobei der Verlauf des Druckanstiegs und des Druckabfalls im wesentlichen durch die Eigenschaften des Systems, nicht aber durch den Spannungsimpuls bestimmt wird. Die nicht kontinuierliche Druckänderung kann zu Störschwingungen und somit zu einem unkontrollierten Verhalten des Systems führen. Da der Druckabfall in der Regenerationsphase nicht steuerbar ist, kann keine optimale Anpassung der Ansteuerung an das System erfolgen. Außerdem kann der Druckschrift nicht entnommen werden, wie die Steuerspannungsimpulse im einzelnen erzeugt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Ansteuerung eines lintenstrahl-Aufzeichnungsorgans anzugeben, mit denen eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit und eine bessere Aufzeichnungsqualität erzielt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der piezoelektrische Wandler in einem Schreibzyklus (t\ bis U) in folgenden Schritten erregbar ist:
a) Aufprägen eines ersten Steuerstromes (7|) in Polarisationsrichlung des Wandlers (6) in einem unabhängig einstellbaren ersten Zeitintervall (t\ bis h)t in dem die Ktr.iipressionskammer (1) zur Ansaugung von Tinte über den statischen Zustand des Wandlers (6) hinaus erweitert wird (Vorbereitungsphase I);
b) Aufprägen eines zweiten Steuerstromes (I2) entgegen der Polarisationsrichtung des Wandlers (6) in einem anschließenden, unabhängig einstellbaren zweiten Zeitintervall (ti bis (3), in dem die Kompressionskammer (1) zum Ausstoßen von Tinte erregt wird (Schreibphase II),
c) erneutes Aufprägen des ersten Steuerstromes (l\) in Poiarisationsrichtung des Wandlers (6) in einem anschließenden, unabhängig einstellbaren dritten Zeitintervall (h bis u), in dem die Kompressionskammer (1) zum Ansaugen von Tinte erweitert wird (Regenerationsphase III).
Durch diese Ansteuerung des piezoelektrischen Wandlers werden in vorteilhafter Weise eine hohe und konstante Tröpfchen-Austrittsgeschwindigkeit und Tröpfchen-Folgefrequenz sowie ein konstantes Tröpfchenvolumen erzielt.
Die Erfindung wird anhand der t'g. 1—6 näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau eines Tintenstrahi-Aufzeichnungsorgans mit einem Steuerspannungs Generator;
F i g. 2 ein Impulsdiagramm;
F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel für einen Signalgeber; F i g. 4 ein weiteres Impulsdiagramm;
F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel für einpn Steuerspannungs-Generator;
Fig.6 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Steuerspannungs-Generator.
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgans im Schnittbild und einen Steuerspannungs-Generator für den piezoelektrischen Wandler.
Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgan besteht aus einer röhrenförmigen, elastischen Kompressionskammer 1 aus Glas oder Kunststoff. Das auf ein Aufzeichnungsmedium 2 gerichtete Ende der Kompressions1 ammer 1 ist als Schreibdüse 3 ausgebildet. Das andere Ende steht über eine Drosselvorrichtung 4 mit einem Vorratsbehälter 5 für die Tinte in Verbindung. Die Kompressionskammer 1 ist von einem piezoeleklrischen Wandler 6 in Form eines Hohlzylinders (Toroid) umschlossen, der durch Ausnutzung des piezoelektrischen Effektes das Volumen der Kompressionskammer 1 im Takte einer Steuerspannung U, verengt oder erweitert.
In einem statischen Ruhezustand, bei dem in der Schreibdüse 3 ein geringer Unterdruck herrscht, bildet sich am Düsenaustritt ein konkaver Tintenmeniskus, und es fitt keine Tinte aus der Schreibdüse 3 aus. Der statische Ruhezustand wird durch eine Steuervorspannung L/„ eingestell·. Erst bei einer entsprechenden Ansteuerung des piezoelektrischen Wandlers 6 wird durch die sich in der Kompressionskammer 1 ausbreitende Druckwelle eine Tintenkeule aus der Schreibdüse 3 herausgepreßt. Da Tintenkeule zerfällt in ein oder mehrere Tintentröpfchen, welche auf das Aufzeichnungsmedium 2 aufprallen und die Druckpunkte erzeugen.
Der Vorteil eines solchen Unterdrücksystems besteht darin, daß das Aufzeichnungsörgan von der elektrischen Ansteuerung ein- und aysschsltbar ist,
Vorschubeinrichtungen, welche die für eine flächenhafte Aufzeichnung erforderliche Relativbewegung
zwischen Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgan und Aufzeichnungsmedium erzeugen, sind nicht dargestellt, da sie bekannt und nicht Gegenstand der Anmeldung sind.
Der piezoelektrische Wandler 6 besteht im Ausführungsbeispiel aus einer radialpolarisierten Piezokeramik.
Solche piezoelektrischen Wander sind bekannt.
Die innere und äußere Mantelfläche des piezoelektrischen Hohlzylinders ist zum Aufbau eines elektrischen Feldes mit Metallschichten als Elektroden 7 und 8 bedampft. Durch die Kontaktierung verhält sich die Piezokeramik elektrisch wie ein Kondensator mit einer relativ hohen Kapazität von ca. 1,2 nF. Die Elektrode 7 liegt auf Massepotential, und die Elektrode 8 ist durch die Sleuerspannung U, beaufschlagt, die sich durch einen Steuerstrom /, auf einer Leitung 9 aufbaut.
Selbstverständlich können solche Kompressionskammern auch mit axialpolarisierten Piezokeramiken betrieben werden.
Der Steuerstrom h wird in einer Generator-Schaltung
10 aus zwei Konstantströmen I, und h unterschiedlicher Polarität gebildet, welche in zwei Konstantstromquellen
11 und 12 erzeugt werden. Die Konstantstromquellen 11 und 12 sind durch geeignete Schaltmittel, im Ausführungsbeispiel durch zwei mechanische Schalter 13 und 14 symbolisiert, ein- und ausschaltbar.
Die Schalter 13 und 14 sind durch digitale Schaltsignale S\ und Sj auf den Leitungen 15 und 16 steuerbar, welche in einem Signalgeber 17 aus einem Schreibbefehl Sb auf einer Leitung 18 abgeleitet werden.
Vorzugsweise sind die Konstantströme A und h betragsmäßig gleich groß. Es können aber auch beliebige Ströme verwendet werden. Zur Anpassung der Stromverläufe an die Eigenschaften der Flüssigkeit und des Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgans können die Ströme U und h mittels Verzerrerstufe 19 und 20 unterschiedlich vorverzerrt werden, so daß ein vorverzerrter Steuerstrom /, vorgegebener Kurvenform erzwungen wird.
Jeder Schreibbefehl 5b auf der Leitung 18 leitet einen Schreibzyklus für die Tröpfchenbildung ein, der aus drei aufeinanderfolgenden, unabhängigen Phasen definierter Zeitintervalle besteht, nämlich aus einer Vorbereitungsphase (I). einer Schreibphase (II) und einer Regenerationsphase (III).
Der durch die digitalen Schaltsignale Si und Sj erzwungene Verlauf des Steuerstromes /, ist in dem Diagramm A) der F i g. 2 aufgetragen.
Die Vorbereitungsphase (I) ist durch das Zeitintervall ii bis r2. die Schreibphase (Π) durch das Zeitintervall h bis /i und die Regenerationsphase (III) durch das Zeitintervall h bis U gekennzeichnet
Der zugehörige Verlauf der Steuerspannung Us an der Elektrode 8 des piezoelektrischen Wandlers 6 geht aus dem Diagramm finder F i g. 2 hervor.
Bei einer Steuerspannung U5 in Richtung der Polarisationsspannung Up der Piezokeramik vergrößert oder verkleinert sich das Volumen der Kompressionskammer 1 je nach Größe der angelegten Spannung.
Der Verlauf der Steuerspannung Us entspricht der Charakteristik, nach der auch die Volumenänderung der Kompressionskammer 1 erfolgt
Der statische Zustand der Kompressionskammer 1 ist durch eine Steuervorspannung Un. und durch einen Steuerstrom Z1 = O definiert Der Spannungshub zwischen der maximalen und minimalen Steuerspannung Usm Hegt symmetrisch zu der Steuervorspannimg Dn*
Im Folgenden werden die einzelnen Abläufe anhand der F i g. 2 näher erläutert.
Während der Vorbereitungsphase (I) im Zeitintervall /ι bis h ist die erste Konstantstromquelle Il durch das Signal S\ eingeschaltet, es fließt der konstante Sleuerstrom ls = /|, und die Steuerspartnung Us steigt in Richtung der Polarisationssparinung Up von der Steuervörspannung i/jvbiszum Maximalwert t/m/an,
Dadurch erweitert sich die Kömpfessiönskämmer 1
Unmittelbar vor der Schreibphase (II) über den statischen Zustand hinaus, so daß zusätzlich Tinte aus dem Vorratsbehälter 5 in die Kompressionskammer 1 fließt.
Durch die Vorbereitungsphase (I) wird in vorteilhafter Weise die Austrittsgeschwindigkeit der Tintentröpfchen aus der Schreibdüse 3 und damit die Arbeitsgeschwindigkeit der Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung erhöht.
Während der anschließenden Schreibphase (II) im
Zeitintervall h bis ii ist die zweite Konstantstromquelle 12 durch das Schaltsignal 52 eingeschaltet und die erste Konstantstromquelle 11 durch das Schaltsignal 5i ausgeschaltet, so daß jetzt der konstante Steuerstrom /j = — Ij = —/ι fließt und die Steuerspannung U, vom Maximalwert bis zum Minimalwert linear entgegen der Polarisationsspannung Up fällt.
Die Kompressionskammer 1 verengt sich über den statischen Zustand hinaus. Durch den Überdruck in der Komp" »ssionskammer 1 wölbt sich der Tintenmeniskus an der Düsenöffnung nach außen, und es tritt eine Tintenkeule aus, weiche in ein oder mehrere Tintentröpfchen zerfällt.
Der Hub der Steuerspannung1 U, in der Schreibphase
(II) bestimmt das Volumen des Tintentröpfchens. Da die
Generator-Schaltung 10 stabil arbeitet, ist auch das Volumen der einzelnen Tröpfchen konstant, wodurch eine gleichmäßige Tröpfchenfolge erzeugt wird.
An die Schreibphase (II) schließt sich die Regenerationsphase (III) im Zeitintervall U bis U an. In der Regenerationsphase (III) ist wiederum die erste Konslantstromquelle 11 durch das Schaltsignal S1 eingeschaltet und die zweite Konstantstromquelle 12 durch das Schaltsignal Sj ausgeschaltet. Es fließt der konstante Steuerstrom U - Iu und die Steuerspannung U, steigt linear vom Minimalwert bis zur Steuervorspan- « nung £Λν in Richtung der Polarisationsspannung Up an. Die Kompressionskammer 1 erweitert sich bis zum statischen Zustand, und es wird die durch die Tröpfchenbildung in der Schreibphase (II) verlorengegangene Tintenmenge aus dem Vorratsbehälter 5 ergänzt
Durch die exakt gesteuerte Umkehr der Stei .rspan-
nung U, zum Zeitpunkt f3 wird in vorteilhafter Weise ein
gezielter Abriß der Tinte an der öffnung der
Schreibdüse 3 erreicht, wodurch die Ausbildung von Störschwingungen vermieden wird.
Gleichzeitig wird überschüssige Tinte von der Düsenöffnung in die Schreibdüse 3 zurückgesaugt bis sich wiederum ein konkaver Tintenmeniskus ausgebildet hat so daß sich keine Tinienreste an der Schreibdüse 3 ansammeln.
Zum Zeitpunkt U ist ein Schreibzyklus (t\ bis i,) abgeschlossen, und es kann unmittelbar danach ein neuer Schreibzyklus eingeleitet werden. Damit läßt sich eine hohe Folgefrequenz erzielen, da wegen der fehlenden Störschwmgungen keine Beruhigungszeit erforderlich ist
Durch die angegebene Ansteuerung für den piezoelektrischen Wandler kann das Zeitintervall für jede
einzelne Phase individuell und unabhängig von den anderen Phasen durch definiertes Ein- und Ausschallen der Stromquellen exakt festgelegt und die gewünschte yolumenänderungF-Charakteristik der Kompressionskammer 1 durch den Verlauf der Steuerspannung kontinuierlich erzwungen werden.
In bevorzugter Weise läßt sich dadurch jede Phase nach Dp'ier und Charakteristik optimal an die durch den Aufbau das Aufzeichnungsorgans vorgegebenen Strö* mungsverhältnisse und an die Eigenschaften der Flüssigkeit anpassen.
Durch den Hub der Steuerspannung U, in der Schreibphase (II) läßt sich das Tröpfchenvolumen genauer dosieren.
Außerdem nimmt die Impulsenergie in den einzelnen Phasen konstant zu. so daß insgesamt eine geringere Energiezufuhr erforderlich ist.
Wie noch gezeigt wird, ist die Generator-Schaltung 10 so ausgelegt, daß die Strom- und Spannungs-Verläufe weitestgehend von Temperatur- und Betriebsspannungs-Schwankungen unabhängig und daher stabil sind, wodurch eine hohe Wiederholgenauigkeit der Tröpfchenfolge, der Tröpfchenform, des Tröpfchenvolumens und des Austrittswinkels der Tröpfchen aus der Schreibdüse 3 erzielt wird.
In F i g. 1 ist ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgan mit nur einer Kompressionskammer 1 und einer Schreibdüse 3 dargestellt Sogenannte Matrix- und Mosaik-Aufzeichnungseinrichtungen weisen eine Vielzahl solcher getrennt ansteuerbarer Kompressionskammern und SchreiKdüsen -auf. Auch in diesem Falle läßt sich die angegebene Stromsteuerung für die einzelnen piezoelektrischen Wandler bevorzugt verwenden.
Bei Überdruck-Aufzeichnungseinrichtungen erzeugt das Aufzeichnungsorgan eine kontinuierliche Folge von Tintentröpfchen. Die Tintentröpfchen werden in Abhängigkeit eines Zeichengenerators elektrisch aufgeladen und je nach Ladung in einem elektrischen Gleichfeld entweder auf das Aufzeichnungsmedium oder in einen Tintensumpf gelenkt. Die kontinuierliche Tröpfchenfolge kann dabei, wie beschrieben, durch Volumenänderung einer Kompressionskammer mittels eines piezoelektrischen Wandlers erzeugt werden.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, auch dafür die angegebene Stromsteuerung zu verwenden. Da die Tröpfchenbildung mit dem Zeichengenerator synchronisiert sein muß, erweist sich die hohe Konstanz der Tröpfchenfolge und des Tröpfchenvolumens als äußerst vorteilhaft
F i g. 3 zeigt ein Ausführup.gsbeispie! für den Signalge- so ber zur Erzeugung der digitalen Schaltsignale S\ und 5-z.
Der Signalgeber 17 besteht im wesentlichen aus drei hintereinandergeschalteten Verzögerungsstufen 22, 23 jind 24 in Form von monostabilen Kippstufen, deren Verzögeningszeiten Ti, Ti und % eingestellt werden können.
Die erste Verzögerungsstufe 22 ist mit dem Schreibbefehl 5b auf der Leitung 18 beaufschlagt Die Ausgangssignale der Verzögerungsstufen 22 und 24 sind über ein NAND-Tor 25 verknüpft, an dessen Ausgang das digitale Schaltsignal S\ auf der Leitung 15 entsteht Das Ausgangssignal der Verzögerungsstufe 23 entspricht dem digitalen Schaltsignal Si auf der Leitung 16. Die Arbeitsweise des Signalgebers 17 wird anhand ,der F ig. 4 erläutert _
In A) isFaer Schreibbefehl 5b, iä d) das Ausgängssignal der Verzögerungsstufe 22, in C) das Schaltsignal S]1 in D) das Ausgangssignal der Verzögerungsstufe 24 und in E) das Schaltsignal 5Ί dargestellt. Die in F) und G) gezeigten Verläufe von Steuerstrom U und Steuerspannung U, sind mit den in F i g.2 dargestellten Verläufen identisch.
Der Schreibzyklus (h bis U) wird durch den Schreibbefehl 5b eingeleitet, der die Verzögerungsstufe
22 triggert. Die Verzögerungsstufe 22 triggert nach Ablauf der Verzögerungszeit 71 die Verzögerungsstufe
23 und diese wiederum nach Ablauf der Verzögerungszeit Ti die Verzögerungsstufe 24. Nach Ablauf der
.Verzögerungszeit Tj entsteht das Ausgängssighal an der Verzögerungsstufe 24.
Die Verzögerungszeit Ti bestimmt die Dauer der Vorbereitungsphase (I), die Verzögerungszeit Ti die Dauer der Schreibphase (II) und die Verzögerungszeit Ti die Dauer der Regenerationsphase (III).
Sind die Ströme /ι und h dem Betrag nach gleich groß, wird Ti => Tj und Ti = Ti + Ts gewählt. Bei unterschiedlichen Strömen /ι und h werden die Verzögefungszeiten entsprechend geändert, damii am Ende des Schreibzyklus wieder der Anfangszustand der Steuerspannung Us am piezoelektrischen Wandler 6 erreicht wird.
F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Generator-Schaltung 10. Die erste Konstantstromquelle 11 wird aus einem Transistor 27, einem Widerstand R\ und einem Potentiometer Ri gebildet. Die zweite Konstantstromquelle 12 besteht aus einem Transistor 28, einem Widerstand /?jund einem Potentiometer Ra-
Die Ströme A und h werden durch die Potentiometer Ri und Ra, eingestellt Die Kollektoren der Transistoren 27 und 28 sind miteinander und über die Leitung 9 mit der Elektrode 8 des piezoelektrischen Wandlers 6 verbunden, dessen Elektrode 7 auf Massepotential liegt. Der Steuerstrom I, auf der Leitung 9 setzt sich aus den Strömen l\ und h zusammen.
Die Steuervorspannung Un zur Aufrechterhaltung des statischen Zustandes im piezoelektrischen Wandler 6 wird an einem Spannungsteiler Rt: R? abgegriffen.
Falls die Steuervorspannung U„ null Volt betragen soll, erfolgt die Ankopplung des piezoelektrischen Wandlers 6 an den Spannungsteiler Rs und /?7 über einen Kondensator und einen hochohmigen Widerstand nach Massepotential.
Der Transistor 27 der Konstantstromquelle 11 wird von einem Schalttransistor 29 gesteuert, dessen Basis mit dem Schaltsignal Si auf der Leitung 15 beaufschlagt ist
Der Transistor 28 der Konstantstromquelle 12 wird direkt von dem Schaltsignal Si auf der Leitung 16 angesteuert
I tegt das digitale Schaltsignal 5*i auf Η-Pegel, sind die Schalttransistoren 27 und 29 leitend, und es fließt der Strom I\. Nimmt das digitale Schaltsignal S2 Η-Pegel an, ist der Transistor 28 leitend, und es fließt der Strom k = -Tu
Der Zusammenhang zwischen den digitalen Schaltsignalen 5Ί und Si und dem Steuerstrom /, geht aus den in die F i g. 5 eingetragenen Impulsdiagrammen hervor.
F i g. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiei für eine Generator-Schaltung 10, die aus vier Konstantstromquellen aufgebaut ist
Die erste Konstantstromquelle, weiche den Strom h erzeugt, besteht aus einem Transistor 30 und einem Widerstand R\?, die zweite Konstantstromquelle für den Strom l\ aus einen! Transistor 31 und einen! Widerstand Rt3. Die Widerstände Ra und Ra sind gleich, so daß die Ströme /i und T\ gleich groß sind und mittels eines
gemeinsamen Potentiometers Ru in ihrem Betrag gleichmäßig geändert werden können,
Die Konstantstromquellen werden von einem digitalen Schaltsignal S'\ auf einer Leitung 32 derart gesteuert, daß sie während eines gesamten Schreibzyklus (t\ bis U) durch Η-Potential eingeschaltet sind.
Die dritte Konstantstromquelle für den Strom I2 wird aus einem Transistor 33 mit Widerstand /?is und die vierte Konstantstromquelie für den Strom I2 durch einen Transistor 34 mit Widerstand R\t, gebildet. Da der Widerstand R\s halb so groß ist wie der Widerstand R^, fließt durch den Transistor 34 der Strom I'2 = Ui I2.
Die Kombination des Transistors 34 mit einem Transistor 35 sorgt dafür, daß die Ströme /ι und V2 immer gleich sind. Die dritte und vierte Konstantstrom' quelle wird mittels der Transistoren 36 Und 37 Von einem digitalen Schaltsignal S2 auf eine Leitung 38 gesteuert.
Bei L'Potential des Schaltsignals S2 in der Vorbereitungspnase (i) und in der Regeneraiionsphase (in; sind die Transistoren 33 und 35 leitend, es fließt der Strom I2,
und der Steuerstrom /, für den piezoelektrischen Wandler 6 beträgt /, = I2. Bei Η-Potential des Schaltsignals & in der Schreibphase (II) sind die Transistoren 33 und 35 gesperrt und der Strom I2 = 0. Der Steuerstrom/,beträgt jetzt/, = —/Ί.
Der Vorteil der angegebenen Generator-Schaltung besteht darin, daß allein mittels des Potentiometers Ru der Hub der Steuerspannung Us für den piezoelektrischen Wandler 6 symmetrisch zur Steuervorspannung Us, veränderbar und damit das Volumen der einzelnen Tintentröpfchen einstellbar ist.
Die Volumensteuerung wird zur Anpassung an die Erfordernisse der Reproduktion öder aber in bevorzugter Weise zur Aufzeichnung von Grautönen (untere schiedliche Punktgröße auf dem Aufzeichnungsmedium) verwendet.
Im Falle einer Grauton-Aufzeichnung werden d'\t erforderlichen Ströme A und I\ durch ein analoges Signal S3 auf einer Leitung 39, welches über einen Transistor 40 das Büsisjjöienuui 5Π dcii Transistoren 30 und 31 beeinflußt, eingestellt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

15
20
25
30
Patentansprüche:
t, Ansteuerung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsorgans, bei dem das Volumen einer Tinte enthaltenen Kompressionskammer mittels eines piezoelekirischen Wandlers verändert wird, wobei sich die Kompressionskammer durch eine elektrische Erregung des piezoelektrischen Wandlers in Polarisationsrichtung erweitert und durch eine Erregung entgegen seiner Polarisationsrichtung verengt, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Wandler (6) in einem Schreibzyklus (h bis tt) in folgenden Schritten erregbar ist:
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