DE2934600C2 - Als Paralleldrucker ausgebildeter Tintendrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen als Paralleldrukker ausgebildeten Tintendrucker gemäß dem Oberbegriff des Patenthauptanspruchs 1.

Seriendrucker, die nach dem Prinzip des Tintendruckverfahrens arbeiten, sind bekannt (z. B. Siemens-Zeitschrift, 51. Jahrg. Heft 4, April 1977, S. 219 bis 221). Bei diesem Verfahren werden z. B. 12 Tintenstrahldüsen in einer versetzten 2 χ 6-Düsenrastermatrix in einem Druckkopf vereinigt, der in Zeilenrichtung entlang der Papierbahn bewegt werden kann. Die einzelnen Zeichen werden nach dem Prinzip des Rasterdruckes auf dem Papier erzeugt. Die genaue Funktion eines derartigen Druckkopfes ist aus der angegebenen Literaturstelle bekannt und soll hier nicht weiter erläutert werden. Bisher ist ein Tintendruckverfahren mit solchen Düsenrastermatrix-Druckköpfen jedoch nur für Seriendruck verwendet worden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Paralleldrucker anzugeben, der nach dem Tintendruckverfahren arbeitet und gleichzeitig die technologischen Erfahrungen eines solchen seriellen Tintendruckers mit Düsenrastermatrix-Druckkopf und integrierter Tintenversorgung verwertet und eine derartige Schriftqualität garantiert.

Mit US-PS 35 60 641 ist bereits ein Paralleldrucker mit Tinten-Rasterdruck und speziellen praktisch herstellbaren Anordnungen von speziellen steuerbaren Tintendüsen bekanntgeworden, weil bei einer befriedigenden Zeichenauflösung die ideale Anordnung aller Tintendüsen des Druckers in einer kompakten einzeiligen Düsenanordnung quer über die druckende Papier-

breite kaum herstellbar und in einer kompakten mehrzelligen Anordnung mit versetzten Düsen, die mit in Druckzeilenrichtung nebeneinanderliegenden Druckköpfen für jede Druckstelle realisiert ist, pr.iktisch nicht herstellbar bzw. nicht wirtschaftlich ist Letztere Feststellung ist der weitere Ansatzpunkt in obiger Patentschrift.

Die eigentliche technische Lösung wurde deshalb in einer druckzeilen-analogen Mehrfach-Anordnung von einzelnen kompakten Düsenzeilen (Druckkopfzeilen) mit jeweils so großen Düsenabständen gesehen, daß die wirtschaftliche Herstellbarkeit der einzelnen Druckkopfzeile sichergestellt ist, wobei durch gestaffelten horizontalen Versatz der Druckkopfzeilen zueinander der erforderliche Mikroraster pro Druckspalte zustandekommt An der Erzeugung eines alphanumerischen Druckzeichens sind also mehrere, z. B. bis zu 16 diskrete Druckkopfzeilen beteiligt und eine 1 :1-Zuordnung einer kompakten Teil-Druckkopfzeile zu de. Druckstelle des Druckzeichens ist somit nicht gegeben. Gegenüber der erfindungsgemäßen Struktur-Lösung mit den den Druckstellen voll zugeordneten Druckköpfen in versetzter zweizeiliger Anordnung, die also den Nachteil von zu dicht nebeneinanderliegenden Druckköpfen elegant umgeht sind selbst bei dieser technischen Lösung die Druckzeichen-Schriftbildgüte durch unvermeidbare zusätzliche Lagetoleranzen der einzelnen nicht zueinander formgebundenen Druckkopfzeilen, die Tintenversorgung und die Ansteuerung der Düsen bei gleicher Druckqualität etwas komplexer und schwieriger zu beherrschen, wozu noch weitere Auswirkungen in bezug auf Kompaktheit des Druckwerkes, (Wartungs-)Aufwand und Zuverlässigkeit treten. Das hängt natürlich damit zusammen, daß hier eine kontinuierliche Tintentröpfchen-Erzeugung angewendet wird und nicht benötigte Tröpfchen in eine Auffangvorrichtung gesteuert werden müssen. Dieses Erfordernis fällt hei der bedarfsgesteuerten Tintentröpfchen-Erzeugung der erfindungsgemäßen Lösung in Analogie zu dem eingangs erwähnten seriellen Tintendrucker weg und begünstigt die Kompaktheit entsprechender Paralleldrucker-Ausführungen.

In einer noch früheren US-PS 25 56 550 ist ebenfalls ein Tintenrasterdruck beschrieben, bei welchem die steuerbaren Tintendüsen in einer einzeiligen oder zweireihig versetzten kompakten Dmckkopfzeile angeordnet sind. Um die bekannten Herstellbarkeitsprobleme zu mildern, wurde hier vorgeschlagen, diese Druckkopfzeile ggf. schräg zur Papierlaufrichtung statt im rechten Winkel (Schräge 0°) zwecks damit bei gleichem Mikroraster erzielbarer größerer Abstände der Tintendüsen anzuordnen. In diesem realistischeren Fall wird eine Druckzeile auf dem Papier erst Räch Durchlauf von vielen Zeilenteilungen komplettiert, z. B. bei 45°-Schräge mit 41% Abstandsgewinn für die Düsenteilung, einer ganzen Zeilenbreite entsprechend. Der so beschriebene Drucker ist allerdings nur für 1 :1-Reproduktionsverfahren, d. h. mit einer Rastervorlage arbeitend, betreibbar, was die geometrischen Platzverhältnisse der nach einem wiederum speziellen Tintendruckverfahren arbeitenden Düsen durch den Wegfall einer externen Düsenansteuerung begünstigt, so daß eine volle Vergleichbarkeit mit einem Paralleldrucker mit digitaler Datenversorgung sowieso nicht gegeben ist. Gegenüber der erfindungsgemäßen Lösung ist der Unterschied in der Druckkopfanordnung darin zu sehen, daß hier eine Unterteilung der kompakten Druckkopfzeile des Druckers mit nebeneinanderliegenden Düsen in eine versetzte Anordnung von Druckköpfen nicht vorgenommen wurde. Bei der Anwendung für einen Paralleldrucker würden bei 0°-Schräge der Druckkopfzeile die schon erwähnten technischen ΐ Real'sierungsprobleme auftreten, die u. a. mit der US-PS 35 60 641 schon zu lösen versucht wurden und die noch anders zu umgehen Gegenstand dieser Erfindung sind.

Bei einer nennenswerten Schrägai.ordnung der Druckkopfzeile würden zwar die Druckzeichen-Schriftiii bildgüte und die Tinten Versorgung etwa gleich gut wie bei der erfindungsgemäßen Lösung beherrschbar sein. Die dann erkennbaren Probleme liegen in der notwendigen komplexeren Ansteuerung mit der Zwischenspeicherung und Verarbeitung vieler Zeileninhalte und in der kürzeren Bereitstellungszeit für die nächsten Druckaufträge und im evtl. höheren Papierverbrauch bzw. Papiervorschubsteuerungs-Aufwand. Gegenüber der erfindungsgemäßen Lösung sind, selbst unter Voraussetzung einer noch hinzugefügten externen 2Ii Düsenansteuerung, Druckgeschwindigkeit, Kompaktheit, Datenorganisation oder die Wartungsfreundlichkeit der so denkbaren Paralleldruckwerke unterschiedlich realisiert bzw. realisierbar.

Der erfindungsgemäße Tinten-Paralleldrucker, kurz 2's Tintendrucker genannt, zeichnet sich also nach obiger Abgrenzung zur Patentliteratur durch folgende wesentliche Merkmale aus, die zum Kennzeichnen des Patenthauptanspruchs 1 führten.

In Zeilenrichtung werden in zwei horizontalen Zeilen in separate Standard-Druckköpfe stationär und spiegelbildlich angeordnet, wobei benachbarte Druckköpfe einer Zeile durch einen dazu mittig versetzt liegenden Druckkopf der anderen Zeile ergänzt werden, um einen druckstellengerechten oder homogenen Mikroraster über die zu druckende Nutzbreite des senkrecht an den Druckkopfzeilen kontinuierlich vorbeilaufenden Aufzeichnungsträgers (Papiers) zu erzeugen, welches im Tinten-Frontdruck bedruckt wird.

Jede der beiden Druckkopfzeilen übernimmt den Druck einer Zeilenhälfte, so daß sich die Druckzeile mosaikartig zusammensetzt.

Die Anzahl der Druckdüsen pro Druckkopf ist variabel, wird aber für einen ausschließlich alphanumerischen Zeichendrucker mit einem Vielfachen des zur Erzeugung eines standardmäßigen Zeichens notwendigen Düsensatzes ausgelegt, so daß z. B. einem einzelnen diskreten Druckkopf zwei Druckstellen voll zugeordnet sind.

Der Abstand beider Druckkopfzeilen zueinander ist so minimiert, um den Aufwand für das Drucken der zweiten Zeilenhälfte der Druckzeile mit der in Papiervorschubrichtung entfernten Druckkopfzeile herabzusetzen.

Diese somit vorgegebene Kompaktheit des Druckwerkes wird ergänzt durch eine wartungsfreundliche zentrale und schwingungssichere Tintenversorgung beider Druckkopfreihen, um eine zeilendruckbildunabhängige Schriftbildqualität zu sichern.

Somit beschreibt diese Erfindung Merkmale, die bei einem solchen Tintendrucker gegenüber einem bereits genannten, als strukturelles Vorbild dienenden seriellen Tintendrucker mit gleicher Reldtivgeschwindigkeit »Druckkopf zu Papier«, hinsichtlich der prinzipiellen Anordnung des Tintenversorgungssystems, der Baugruppen-Strukturierung, der Datenzwischenspeicherung, der Schreibtakt-Synchronisierung usw. beibehalten oder verändert sind oder neu hinzukommen.

Die Ausbildungen der Erfindung sind im Hauptan-

spruch, Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Folgende vom seriellen Tintendrucker umgesetzte funktionale Daten und Erfahrungswerte werden als Rahmenbedingungen oder Ausführungsbeispiel der Erfindung zugrunde gelegt.

Ausgegangen wird zunächst von einer im seriellen Tiniendrucker bekannten Schrift, die in einer standardisierten homogenen Bildpunktrastermatrix nxm mit zwölf vertikalen (n = 12) und sieben horizontalen (Vn= 7) Rasterpunkten das jeweilige alphanumerische Druckzeichen eines Zeichenvorrats durch entsprechend gesetzte Bildpunkte realisiert.

Bei einer Schrifthöhe/Breite H/B von 3 mm/1,64 mm beträgt der druch Tintentröpfchen realisierte Bildpunktmittenabstand

d= H/n - 1 = B/m - 1 = 0,273 mm,

wenn vertikal und horizontal gleiche Bildpunktmittenabstände und Schriftzeichen-Nettomaße ohne Berück· sichtigung des abgedruckten Tintentröpfchendurchmessers (<*£# vorausgesetzt werden. Die Papiergeschwindigkeit v, relativ zu den stationären Druckköpfen, sollte 1 m/s nicht überschreiten, um ein merkbares Verwischen der Tintentröpfchen auszuschließen. (Vom seriellen Tintendrucker ist diese Relativ-Grenzgeschwindigkeit zwischen dem mobilen Druckkopf und dem während des Zeichendruckes stationären Papier bekannt.)

Bei /J= 12 erfordert die Erzeugung eines Druckzei- jo chens mit d= 0,273 mm in vertikaler Richtung 12 Taktpulse, die bei v= 1 m/s mit einer Tintentröpfchen-Frequenz f_d=v/d =3,67 kHz ausgeführt werden. Selbst bei dieser relativ hohen Druckleistung ist die einzelne Tintendüse noch längst nicht bei ihrer Grenzfrequenz angekommen, denn das »Laden« des Tintendüsen-Energiespeichers bzw. der Tintendüse mit Tinte benötigt bei dem zugrunde gelegten Unterdruckverfahren nur ca. 20 μ5 bei einer verfügbaren Taktzeit von Fd= d/v

40

Die Erzeugung eines solchen Druckzeichens mit obiger Bildpunktrastermatrix erfordert in horizontaler Richtung die Ausrüstung einer Druckstelle mit sieben Tintendüsen in einem Druckkopf, die wie beim seriellen Tintendrucker zur Erzielung eines homogenen Mikrorasters der Druckspalten in einer strukturell gleichen zweizeilig versetzten Düsenrastermatrix angeordnet sind. Mehrere benachbarte Druckstellen, vorzugsweise zwei, können in dem Druckkopf zusammengefaßt werden. so

Spezielle Druckköpfe für variable Schriften oder

ΓΙτ-*ϊΊ\,Α*-**γΛ, KnUo_n f.".- Al_n F.*-... A_n** C«««.-!«..-! 7~:~1

v_»i unrkVJi ut.iv liuuvn IUI UIv. IUI vlVII JiailUdl U-^CIvIlClldruck nicht benötigten Druckspalten additive Düsen in den Zeichen-Zwischenräumen bei gleicher Düsenrastermatrix-Struktur, um ein voll homogenes Mikroraster zu erzielen. Dadurch wird die effektive Düsenzahl pro Druckstelle eines Druckzeichens beispielsweise von sieben auf neun erhöht

Bei technologischem Fortschritt ist es ohne weiteres möglich, den effektiven Mikroraster weiter zu verkleinern_: indem die Düsenzahl im konstant bleibenden Einbauraum des Druckkopfes erhöht wird, ggf. unter Erweiterung auf eine dreizeilig versetzte Düsenrastermatrix. Dies kann der Zeichenauflösung und damit der Schriftqualität zugute kommen oder die Schrift des jeweiligen Zeichenvorrats kann bei konstanter Zeichenauflösung weiter verkleinert werden, ganz abgesehen von Qualitätsverbesserungen bei der Grafik. Die Verkleinerung des effektiven Düsen-Mikrorasters in horizontaler Richtung ist der technisch kritische Pfad, denn in vertikaler Richtung lassen die vorhandenen Taktzeit-Reserven noch eine Vervielfachung der Taktfrequenz und damit eine vereinfachte Zeichenauflösung zu.

Ohne technologischen Fortschritt kann daher auch gemäß dem Stand der Technik eine Verbesserung der Zeichenauflösung durch Anordnung des erfindungsgemäßen Druckwerkes mit den zwei parallelen Druckkopfzeilen mehrfach hintereinander erfolgen, wobei durch horizontalen Versatz der einzelnen Druckwerke der effektive Mikroraster der Druckspalten um dieses Mehrfache reduziert ist.

Bei beispielsweise 132 Druckstellen pro Zeile sind bei je 7 horizontalen Rasterpunkten 924 Tintendüsen vorhanden, die je zur Hälfte auf die Druckköpfe der oberen und unteren Druckkopfzeile verteilt sind. Die Druckinformation wird durch eine Sortiervorrichtung so aufgeteilt, vorausgesetzt daß dadurch zwei Zeilenhälften entstehen, die diesen Druckkopfzeilen direkt zugeordnet sind.

. Die Erläuterung der Druckzeilen-Erzeugung soll nun anhand des bereits erwähnten «-num. Druckzeichens mit H/B— 3/1,64 und η χ /η= 12 χ 7 fortgesetzt werden.

Bei einem üblichen Zeilenabstand a von z. B. a = W =4,233 mm ist ein Zeilen-Zwischenraum a — H= 1,233 mm vorhanden, in welchem kein Druck-Erfordernis vorliegt. Dieser Zeilen-Zwischenraum enthält hier (a -H)Zd= 4,5 fiktive Bildpunktmittenabstände d, so daß /J-I = IIc/ für d'e P-uckzeichen von den insgesamt vorhandenen a/dA.\ 5 i i genutzt werden. Mit v=l m/s ist nun die hohe Druckfrequenz oder Druckleistung /2= v/a = 236 Zeilen pro Sekunde (0,236 kHz) oder 14 160 Zeilen pro Minute errechenbar. Das nicht ganzzahlige Verhältnis /<//>= a/d der Tintentröpfchen-Frequenz ία= v/d zur Druckfrequenz Zz= v/a ist durch elektronische Steuerungsmaßnahmen, z. B. ausgehend von einer höheren Takt-Grundfrequenz zwecks Auswahl der für den jeweilig gewählten Zeilenabstand zeitlich geeigneten Taktpulse beherrschbar. Von der gesamten für eine Druckzeile zur Verfügung stehenden Zeit

T_z= a/v=4,233 · 10-³s

kann der Zeitanteil für den Zeilen-Zwischenraum mit
T_ZZw=(a-H)/a ■ a/v= (a-H)Zv= 1,233 · 10~³ s

ermittelt werden, der für eine aufwandsparende Druckvorbereitung der betreffenden Zeilenhälfte ausgenutzt wird.

Diese Zeit Tz zw reicht nämlich bei modernen elektronischen Bauelementen aus, um seriell die Codeumsetzung für alle Druckzeichen dieser ZeHenhälfte, deren Zeichenvorrat in einem üblichen Übertrag gungscode codiert ist, in einem Decodierer vorzunehmen, danach die Codierung auf die Bildpunkte mit einem ausgewählten Zeichengenerator für diesen Zeichenvorrat vorzunehmen und schließlich die jeweilige Bildpunktrastermatrix der Druckzeichen mit ihrer vertikalen Bildpunktinformation in je 7 Takten in den Bildpunktmatrix-Speicher hinein- bzw. weiterzuschieben, der seine vorherige Zeileninformation in 12 Takten mit 4 kHz bereits voll parallel an seine Druckköpfe ausgegeben hatte. Diese Zeit reicht auch noch aus, wenrj die Druckzeitpunkte der zu druckenden ersten Zeilenhälfte einer Druckzeile und der zu vervollständigen Zeilenhälfte einer anderen, bereits zur Hälfte gedruck-

ten Druckzeile im ungünstigen Fall identisch sind. Dann werden beide Zeilenhälften nacheinander in diesem Zeitabschnitt verarbeitet und mit insgesamt je 462 Takten pro Zeilenhälfte bei 132 Druckstellen in die zugehörigen Bildpunktmatrix-Speicher geladen. Mit' dieser Methode ist der Aufwand für Zeichengeneratoren, Bildpunktmatrix-Pufferspeicher usw. minimiert und wird der folgenden Detailbeschreibung zugrunde gelegt.

Wird die Zeit zwischen den Druckzeilen aufgrund der speziellen Erfordernisse zu knapp bei relativ geringer Zeilenteilung bzw. relativ großer Schrifthöhe, müssen beide Zeilenhälften der Druckzeilen voll autonom mit Steuerungsmitteln ausgestattet werden, wozu die Ausbildung des Bildpunktmatrix-Speichers als Wechselpuffer gehören kann. Dieser Wechselpuffer ist für zeilenungebundene Grafik unabdingbar, die dafür aber ohne Decodierung und Zeichengenerator auskommt. Der pro Puffer auszudruckende Bildausschnitt wird bei einem universellen Tintendrucker der maximalen vertikalen Bildpunktzahl des Druckzeichens mit der höchsten benötigten Zeichenauflösung angepaßt.

Anhand dieses so funktional umrissenen Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt wird, wird die Erfindung weiter erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung der Anordnung der Druckköpfe,

F i g. 2 eine Steuerschaltung zur Ansteuerung der Druckköpfe,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Druckkopfbank,

F i g. 4 einen Schnitt durch die Druckkopfbank.

F i g. 1 zeigt im vergrößerten Ausschnitt der Ansicht A der F i g. 4 die versetzte Anordnung von benachbart zueinander liegenden Druckköpfen. Ein erster Druckkopf 2 liegt in Höhe einer mit der ersten Düsenhälfte zu druckenden Druckzeile. Der Druckkopf enthält z. B. 14 Düsen 3, mit denen zwei Druckstellen, d.h. ein Druckstellenpaar zur Erzeugung von zwei Druckzeichen, realisiert sind. Benachbart zueinander liegende Düsen 3 sind auf bekannte Weise in einer versetzten Rastermatrix zueinander angeordnet, sie haben z. B. den vertikalen Abstand dt bei zweizeiliger Matrix. Zusätzlich zu den vierzehn zum Drucken von horizontal festformatierten Zeichen erforderlichen Düsen können noch weitere, z. B. zwei, mit Klammern gekennzeichnete Düsen 5 vorgesehen werden. Durch diese zusätzlichen. Düsen 5 werden die Lücken im Mikroraster der Druckspalten zwischen den den zwei Druckstellen zugeordneten Düsen 3 ausgefüllt. Mit einem derartig gestalteten Drucker können dann Zeichen mit beliebig' breiter Formatierung oder völlig kontinuierliche Grafik-Darstellungen gedruckt werden.

In Spaltenrichtung gesehen, versetzt um den Abstand da liegen die benachbarten Druckköpfe 4 dem Druckkopf 2 gegenüber. Diese repräsentieren die unmittelbar benachbarten Druckstellen zu denen des Druckkopfes 2. Der Druckkopf 4 ist entsprechend dem Druckkopf 2 aufgebaut Der Abstand d₀ soll möglichst klein sein und' kann z.B. ca. 8mm betragen. Die Breite eines Druckkopfes kann max. das Doppelte der effektiven. Schreibbreite (Abstand der beiden Randdüsen) eines Druckkopfes betragen, z.B. max. 10nun, wenn die effektive Schreibbreite 5 mm ist Diese Verdopplung, wird für die konstruktive Realisierung und wirtschaftliche Herstellung des Druckkopfes und seiner Ansteuerung ausgenutzt

Durch die versetzte Anordnung benachbarter Druckköpfe 2,4 können die Druckköpfe stationär angeordnet und gleichzeitig ein lückenloser Paralleldruck von Zeichen erreicht werden. In den einzelnen Druckköpfen sind die Düsenausgänge in Zeilenrichtung angeordnet und zielen senkrecht auf das vorbeilaufende Papier.

Aus Fig.2 ergibt sich der Aufbau der Ansteuerung. Es sind wiederum zwei versetzt zueinander liegende Druckköpfe 2 und 4 im Prinzip mit der dazugehörigen Informationsversorgung dargestellt.

Eine mehrzellige Schreibinformation für die Druckköpfe 2, 4 sei vor dem Druck dieser alphanumerischen Zeichen in einem Speicher 6 abgespeichert. Zur besseren Darstellung ist dabei die nächste aus dem Speicher 6 zum Ausdruck gelangen sollende Druckzeile in schraffierte Bereiche 7 und nicht schraffierte Bereiche 9 unterteilt. Die nicht schraffierten Bereiche 9 enthalten dabei die Bytes, die den Zeichen zugeordnet sind, die von der oberen Druckkopfzeile mit den Druckköpfen 2 gedruckt werden sollen, siehe Zeilenhälfte ZF. Die schraffierten Bereiche 7 enthalten die Bytes, die den Zeichen zugeordnet sind, die von der unteren Druckkopfzeile mit den Druckköpfen 4 gedruckt werden sollen, siehe Zeilenhälfte ZS. Dabei ist hier vorgesehen, daß jedem Druckkopf 2, 4 mehrere Druckstellen, z.B. ein Druckstellenpaar η = 2 Bytes, zugeordnet sind. Zum Beispiel können die oberen Druckköpfe 2 dem ungradzahligen, die unteren Druckköpfe dem gradzahligen Druckstellenpaar oder umgekehrt zugeordnet sein.

Die Druckinformation, die den oberen Druckköpfen 2 zugeordnet ist, wird in einen Byte-Zwischenspeicher 8 eingespeichert. Die Druckinformation, die den unteren Druckköpfen 4 zugeordnet ist, wird in den Zwischenspeicher 10 eingespeichert. Durch die oberen Druckköpfe 2 wird die erste Zeilenhälfte Z F aufgrund der versetzten Lage der oberen zu den unteren Druckköpfen früher gedruckt als die zweite Zeilenhälfte ZS. Der Druck der zweiten Zeilenhälfte ZS erfolgt wegen des Abstandes do der unteren von der oberen Druckkopfzeile zu einem späteren und durch die Papiergeschwindigkeit bestimmten Zeitpunkt. Die zweite Zeilenhälfte ZS muß somit so lange zwischengespeichert werden, bis deren Abdruck durch die unteren Druckköpfe 4 möglich ist. Der minimalisierte Abstand da ist mit ca. 8 mm immer noch so groß, daß bei den üblichen Zeilenabständen (von z. B. 4,23 mm oder noch kleiner) mehr als eine Zeilenteilung mit dem Abdruck der zweiten Zeilenhälfte gewartet werden muß. Aus diesem Grunde muß ggf. der Zwischenspeicher 10 auch noch die zweiten Zeilenhälften Z 5 von einer oder mehreren vorangehenden Zeilen speichern. Wird eine nächste zum Andruck kommende Zeile »3« aus dem Speicher 6 zum Zwischenspeicher 8 mit ihrer Hälfte Z3Fund zum Zwischenspeicher 10 mit ihrer Hälfte Z3S abgespeichert, dann können z. B. wie dargestellt im Zwischenspeicher 10 noch die zweiten Zeilenhälften Z15 und Z 25 der vorangehenden Zeilen »1« und »2« stehen, weil sie im Gegensatz zu den Zeilenhälften ZIFund Z2Fnoch nicht weiterverarbeitet bzw. ausgedruckt werden konnten. Bei einem derartigen Aufbau wird z. B. zum Zeitpunkt f* die erste Zeilenhälfte Z3Fdieser Zeile 3 mit den Druckköpfen 2 angedruckt, zum gleichen Zeitpunkt oder zeitlich versetzt um eine zusätzliche Zeit die zweite Zeilenhälfte Z15 der Zeile 1 mit den unteren Druckköpfen 4. Die zweite Zeilenhälfte Z35 wird zum Zeitpunkt t_A+te angedruckt, wie später in anderem Zusammenhang beschrieben wird. '

Mit den Zwischenspeichern 8 bzw. 10 ist ein Decodierer und Zeichengenerator (Codeumsetzer) 12 verbunden, der aus den den Druckstellen zugeordneten

Bytes die Bildpunktmatrix für den Rasterdruck erzeugt. Unter bestimmten Voraussetzungen, z. B. daß der Druck der ersten Zeilenhälfte Z F mit den oberen Druckköpfen zum Zeitpunkt tA, der Druck der zeitlich nächsten zweiten Zeilenhälfte ZS mit den unteren Druckköpfen 4 zeitlich versetzt erfolgen kann oder daß die Bildpunktmatrix-Füllung während eines Zeilen-Zwischenraum-Zeitraumes erfolgen kann, genügt ein Codeumsetzer 12. Ansonsten sind zwei Codeumsetzer 12 erforderlich, je einer für die oberen Druckköpfe 2 und die unteren Druckköpfe 4. Wenn nur ein Codeumsetzer verwendet wird, müssen die Zwischenspeicher 8 bzw. 10 mit Hilfe von Umschaltern mit dem Codeumsetzer 12 verbindbar sein und dieser wiederum mit einem Umschalter den Bildpunktmatrix-Speichern 14 bzw. 16 der oberen bzw. unteren Druckkopfzeile zugeordnet werden.

Der Codeumsetzer 12, im Ausführungsbeispiel der Fig.2 ist nur einer vorgesehen, wandelt die den Druckstellen zugeordneten Bytes in je eine Bildpunktmatrix um, die, wie schon beschrieben, z. B. aus zwölf vertikalen und sieben horizontalen Bildpunkten pro Zeichen besteht. Diese Bildpunktmatrizen der Druckzeichen werden in einem Bildpunktmatrix-Speicher 14 für die oberen Druckköpfe 2 bzw. 16 für die unteren Druckköpfe 4 abgespeichert. Die Bildpunktmatrix-Speicher 14,16 können z. B. aus Serien-Parallel-Schieberegistern bestehen, in denen jeweils den Düsen 3 zugeordnete Druckinformationen schließlich bitweise, d. h. die den Druckstellen exakt zugeordneten Bildpunkte jeweils einer Halbzeile, gespeichert sind. Entsprechend der Druckgeschwindigkeit (Tintentröpfchenfrequenz fd) werden dann die einzelnen Düsen 3 zugeordneten Druckinformationen vertikal in der Speichermatrix verschoben und Verstärkern 19 zügeführt. Die Druckinformation bereitet zunächst die Verstärker 19 vor; die Auslösung des Druckvorganges für eine Druckzeile erfolgt mit Hilfe eines Taktimpulses zum Zeitpunkt t_A für die oberen Druckköpfe 2 und zum Zeitpunkt t_A + is für die unteren Druckköpfe 4, wobei ta>= do/vgih. Wenn die einem Druckkopf zugeordneten Düsen um den Abstand d\ gegeneinander versetzt sind, müssen selbstverständlich die unteren, d. h. in Papiervorschubrichtung entfernteren Düsen gegenüber den oberen Düsen entsprechend deren Abstand zeitlich später ausgelöst werden.

Soll Grafik gedruckt werden, so ist üblich, daß d:e Druckinformation bereits bitweise vorliegt und somit kein Codeumsetzer mehr erforderlich ist. Dann werden die Bildpunkte in einer in Zeilenhöhe segmentierten Bildinformation in einem Speicher 18 vorausgesetzt Die Zuordnung der einzelnen Bits der Druckinformation zu den oberen bzw. toteren Druckköpfen, die mit zusätzlichen Grafikdüsen 5 ausgestattet sind, erfolgt nach der bereits für alphanumerische Zeichen geschildenen Art und Weise. Die den oberen Druckköpfen zugeordnete Bit-Information wird in einem Bit-Zwischenspeicher 20 abgespeichert, die den unteren Druckköpfen zugeordnete Druckinformation in den Zwischenspeicher 22 eingeschrieben. Der Inhalt des Zwischenspeichers 20 kann wiederum über Umschalter oder direkt, wie dargestellt, zum Bildpunktmatrix-Speicher 14 und analog der Inhalt des Zwischenspeichers 22 dem Bildpunktmatrix-Speicher 16 zugeführt werden. Der Abdruck erfolgt dann auf die oben geschilderte Weise.

Die stationäre zweizeilige Anordnung mit vielen Druckköpfen bedingt einen Druckeraufbau gegenüber dem einzigen mobilen Druckkopf eines seriellen Tintendruckers mit unmittelbar angeschlossenen Tintenbehälter und Anschlußverstärkern, bei dem die unverändert erforderlichen prinzipiellen Funktionen durch angepaßte Konstruktionselemente abgebildet werden, um die gleiche Druckqualität auch bei einer um die Druckstellenzahl vervielfachten Druckleistung sicherzustellen. Insofern ist ein direkter Zusammenhang zwischen der erfindungsgemäßen strukturellen Anordnung der Druckköpfe und der erforderlichen speziellen Tintenversorgung gegeben, weil jedem einzelnen Druckkopf kein Tintenbehälter zugeordnet werden kann und ein übliches Schlauch- oder Rohrleitungssystem von einem zentralen Tintenbehälter hydraulisch problematisch ist. Auch müssen die Ansteuerverstärker jedem Druckkopf in nächster Nähe zugeordnet sein, um die elektrischen Störungen zu minimieren.

Ohne die folgende beispielhafte Beschreibung einer brauchbaren Tintenversorgung mit ihren wichtigsten Merkmalen wäre die Erfindung also unvollständig.

In F i g. 4, die einen Schnitt durch die Druckkopfbank des Tintendruckers entlang der Schnittlinie V in F i g. 3 dargestellt, ist eine solche konstruktive Anordnung der Druckköpfe 2, 4 mit ihrer Tintenversorgung zur Erzielung einer einwandfreien Funktion und hinreichender Wartungsfreundlichkeit gezeigt Ein Druckkopf wird einmal an der Tragschiene 38, die einen zentralen Tintenversorgungskanal 40 für die betreffende Druckkopfzeile beinhaltet über eine nicht näher dargestellte elastische Dichtung und Tintenkupplung 44 angedrückt gehalten, wobei die genaue Lagepositionierung im wesentlichen von dem Paßstift 54 übernommen wird. Außerdem wird der Druckkopf über eine entsprechende Paßnut an einer zentralen Schiene 30 mit dem Führungsstift 56 gehalten. Von an der Schiene 30 befestigten Halteklammern 72 werden die Druckköpfe beider Zeilen über Gummipuffer 74 an die Tragschienen 38 gedruckt Bei Montage oder Demontage eines Druckkopfes wird über ein Absperrmittel 36 in der Kupplung 44 die Verbindung der ständigen Tintenfüllung in den Düsenkanälen 34 des Druckkopfes mit dem Kanal 40 eingeschaltet oder unterbrochen, ohne daß funktionsschädliche Luft in die Tintenkanäle eindringt Bei ausgebautem Druckkopf sorgt ein nicht dargestelltes Sperrventil in der Kupplung 44 für die Absperrung der Tinte zum Kanal 40. Der Kanal 40 mit hinreichend großem Querschnitt wird durch Anschlüsse von einem nicht dargestellten Tintenpufferbehälter versorgt der zweckmäßigerweise von einem weiteren Tintenvorratsbehälter ergänzt wird. Ober den Pufferbehälter können die statischen Druckverhältnisse, die Qualität und der Fluß der Tinte im Versorgungssystem hinreichend eingestellt oder überwacht werden, durch das einfachere Auswechseln des Vorratsbehälters ist auch ein unterbrechungsfreier Druckbetrieb sichergestellt

Über einen Steckverbinder 59 wird auf einer Baugruppe 62 der zu jedem Druckkopf gehörende Ansteuerverstärkersatz 19 direkt angeschlossen. Die Baugruppe 62 erhält über das Kabel 75 und den Steckverbinder 60 die Drucldnformation und Taktimpulse gemäß F i g. 2 sowie die Spannungsversorgung für die Verstärker 19, die die als elektromechanische Wandler arbeitenden Düsen-Antriebsorgane 58 für die Tintentröpfchen-Erzeugung mit entsprechenden Impulsen versorgen.

Eine solche kompakte, stabile und schwingungsunempfindliche Druckbank-Konstruktion und einer Tintenzufuhr mit geringem und hinreichend gleichmäßigem

Drosselverlust für alle Druckstellen stellt auch bei höheren Druckleistungen und entsprechendem Tintenverbrauch eine gleichmäßige Druckqualität über die Druckzelle, unabhängig von der verbrauchten Tintenmenge pro Druckstelle, sicher. Die Düsenzahl des auswechselbaren Druckkopfes ist dabei nicht nennenswert höher als bei dem eines seriellen Tintendruckers.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Als Paralleldrucker ausgebildeter Tintendrukker für Rasterdruck mit mehreren in Zeilenrichtung sich erstreckenden und parallel zueinander angeordneten Druckkopfzeilen, mit einer Vielzahl von in den Druckkopfzeilen in Zeilenrichtung angeordneten, auf Betätigung Tintentröpfchen ausstoßenden Tintenstrahldüsen und mit an die Anordnung der Druckköpfe bzw. Tintenstrahldüsen angepaßten Tintenversorgungs- und Steuereinrichtungen zum Ausgleich des durch Anordnung der Tintenstrahldüsen (3) in mehreren Druckkopfzeilen und durch die Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers (70) bedingten zeitlichen Versatzes beim Ausdrukken alle.- Druckpunkte einer Zeile, d s d u r c h gekennzeichnet,

daß in einer oberen Druckkopfzeile ein erster, dritter, jt-ter (k ungeradzahlig) Druckkopf (2) in Zeilenrichtung benachbart zueinander liegen, daß in einer unteren Druckkopfzeile ein zweiter, vierter, /-ter (i geradzahlig) Druckkopf (4) in Zeilenrichtung benachbart zueinander Hegen,
daß auf jedem Druckkopf die Tintenstrahldüsen für den Abdruck einer vorgegebenen Anzahl von Druckzeichen angeordnet sind,
daß die Druckköpfe der oberen Druckkopfzeile von den Druckköpfen der unteren Druckkopfzeile in Spaltenrichtung mindestens um einen Zeilenabstand versetzt angeordnet sind,

daß die Druckköpfe (2) der oberen Druckkopfzeile gegen die Druckköpfe (4) der unteren Druckkopfzeile in Zeilenrichtung so versetzt sind, daß auf dem Aufzeichnungsträger nebeneinanderliegende

Druckzeichen bzw. Druckzeichengruppen jeweils von Druckköpfen der anderen Druckkopfzeile aufgezeichnet werden,

daß die Tinten versorgung für beide Druckkopfzeilen durch je einen zentralen Verteiierkanal (40) sichergestellt ist, an dem die einzelnen Druckköpfe (2, 4) jeweils in Kompaktbauweise parallel angeschlossen sind,

daß die Steuereinrichtung zur Aufnahme der Schreibinformation einen ersten Speicher (6), einen den Druckköpfen der oberen Druckkopfzeile zugeordneten ersten Zwischenspeicher (8) und einen den Druckköpfen der unteren Druckkopfzeile zugeordneten zweiten Zwischenspeicher (10) enthält, wobei im ersten Zwischenspeicher (8) die den Druckköpfen der oberen Druckkopfzeile zugeordneten Bytes der Schreibinformation pro Zeile, im zweiten Zwischenspeicher (10) die den Druckköpfen der unteren Druckkopfzeile zugeordneten Bytes der Schreibinformation pro Zeile gespeichert sind und mindestens ein Codeumsetzer (12) vorgesehen ist, der wahlweise mit dem ersten und zweiten Zwischenspeicher verbindbar ist, daß je eine den Druckköpfen der oberen Druckkopfzeile bzw. den Druckköpfen der unteren Druckkopfzeile zugeordneter Bildpunktmatrix-Speicher (14, 16) vorgesehen ist, die wahlweise mit dem Codeumsetzer (12) verbindbar sind und in die die durch den Codeumsetzer (12) erzeugten Bildpunkte eingespeichert werden und

daß die Betätigung der Düsen (3) durch die zeitgerechte zeilenweise Ausgabe aus diesen Bildpunktmatrix-Speichern (14,16) erfolgt.

2. Tintendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Druckwerk bildenden Druckköpfe (2, 4) an einer gemeinsamen Schiene (30) und an Tragschienen (38) gehalten werden, die je einen zentralen Verteilerkanal (40) mit Anschlüssen zu einem Tintenzwischenpuffer beinhalten, der selbst von einem Tintenvorratsbehälter versorgt werden kann.

3. Tintendrucker nach Anspruch 2, dadurch ίο gekennzeichnet daß die Druckköpfe (2,4) auf ihrer Rückseite durch an einer Schiene (30) befestigten Halteklammern (72) über Gummipuffer (74) an die Tragschienen (38) gedrückt werden, wobei eine elastische Kupplung (44) die Tintenabdichtung sichert, die Tintenzufuhr vom Kanal (40) zum Druckkopf (2,4) mit einem Absperrmittel (36) an der Kupplung (44) ein- oder abgeschaltet wird und jeder Druckkopf eine zugeordnete Ansteuerbaugruppe (62) mit dem Steckverbinder (59) und der Steckleitung (60,75) trägt.

4. Tintendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl den Druckköpfen (2) der oberen Zeile als auch den Druckköpfen (4) der unteren Zeile je ein Codeumsetzer (12) für die Versorgung der Bildpunktmatrix-Speicher (14, 16) zugeordnet ist

5. Tintendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei als Bildpunkte vorliegender Schreibinformation der Zwischenspeicher (20, 22) direkt mit dem Bildpunktmatrix-Speicher (14, 16) verbindbar ist und daß die für den Bilddruck verwendeten Druckköpfe (2, 4) zusätzliche Tintenstrahldüsen (5) aufweisen.