DE3010536A1

DE3010536A1 - Control of ink jet print head matrix - uses multiplexed amplifier unit to access print head matrices

Info

Publication number: DE3010536A1
Application number: DE19803010536
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. 8031 Stockdorf Dietrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-03-19
Filing date: 1980-03-19
Publication date: 1981-10-08

Abstract

A control for ink jet print heads arranged to provide multiple character printing in matrix format, is designed for high speed operation with a minimum number of amplifier stages. Each print head consists of a nozzle with flow controlled by a piezo-ceramic converter with a pair of electrodes. Application of a voltage pulses produce ink jet droplets. In sn arrangement with 500 to 2000 heads a print rate of 40,000 characters per second can be obtained. The print heads are arranged in 16 matrices, each with a 4 x 8 print head arrangement. Each line of print heads are coupled to a common conductor (Z), as are the columns (SP). The lines are fed by amplifiers (H1-H112). Economy in the amplifier arrangement is provided by having column amplifiers (V1-V10) that are commoned to each column in the individual matrices and operating in a multiplexed mode.

Description

Schaltungsanordnung zum Ansteuern von Druck eIementen.Circuit arrangement for controlling pressure elements.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Ansteuern von Druckelementen, die als Tintentröpfchen ausstoßende Tintendruckeinrichtungen ausgebildet sind, die in mehreren Reihen mit jeweils einer Mehrzahl von Druckelementen angeordnet sind und die an vorgesehenen Zeichenplätzen matrixförmig angeordnete Punkte erzeugen, aus denen graphische Muster und/oder Zeichen zeilenweise parallel darstellbar sind.The invention relates to a control circuit arrangement of printing elements, the ink printing devices emitting ink droplets are formed in a plurality of rows, each with a plurality of printing elements are arranged and those arranged in a matrix at the designated drawing spaces Generate points, from which graphic patterns and / or characters line by line parallel are representable.

Aus der DE-OS 1 941 680 ist eine Druckeinrichtung bekannt, bei der viele Druckelemente Zeichen mit hoher Druckgeschwindigkeit auf einem Aufzeichnungsträger abdrucken. Die Druckelemente sind als Tintendruckelemente ausgebildet und in mehreren parallelen Reihen angeordnet. Unter Verwendung der Druckelemente werden die Zeichen einer oder mehrerer ZeiLere.parallel dargestellt. Die bekannte Druckeinrichtung enthält beispielsweise 132 Druckköpfe, mit denen 132 Schriftzeichen in einer Zeile parallel abdruckbar sind. Jeder Druckkopf enthält 16 Druckelemente, so daß insgesamt 2112 Druckköpfe erforderlich sind. Die Formen der abzudruckenden Zeichen sind in Festwertspeichern gespeichert und den Zeichen zugeordnete Signale werden über eine der Anzahl der Druckelemente entsprechende Anzahl von Verstärkern den Druckelementen zugeführt. Da jedem Druckelement ein eigener Verstärker zugeordnet ist, erfordert die bekannte Druckvorrichtung einen verhältnismäßig großen Aufwand.From DE-OS 1 941 680 a printing device is known in which many printing elements characters with high printing speed on a recording medium print. The printing elements are designed as ink printing elements and in several arranged in parallel rows. Using the printing elements, the characters one or more ZeiLere.shown in parallel. The well-known printing device contains for example 132 print heads with which 132 characters in one line can be printed in parallel. Each printhead contains 16 printing elements, making a total of 2112 printheads are required. The shapes of the characters to be printed are in Read-only memories are stored and signals assigned to the characters are saved via a the number of amplifiers corresponding to the number of printing elements to the printing elements fed. Since each pressure element is assigned its own amplifier, requires the known printing device a relatively large effort.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der ohne Verminderung der Druckgeschwindigkei die Anzahl der Verstärker wesentlich vermindert werden kann.The invention is therefore based on the object of a circuit arrangement indicate with which the number of amplifiers without reducing the printing speed can be significantly reduced.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jeweils mehrere Druckelemente aller Reihen entsprechend einer Matrix mit Zeilenleitungen und Spaltenleitungen verbunden sind, daß erste Verstärker vorgesehen sind, deren Anzahl gleich ist der Anzahl der Spaltenleitungen einer Matrix und die ausgangsseitig mit einander entsprechenden Spaltenleitungen der einzelnen Matrizen verbunden sind und die in zyklischer Reihenfolge die Spalten leitungen erregen und daß zweite Verstärker vorgesehen sind, deren Anzahl gleich ist der Summe der Zeilenleitungen aller Matrizen, die ausgangsseitig jeweils mit einer Zeilenleitung verbunden sind und die entsprechend der zyklischen Reihenfolge jeweils gleichzeitig Signale, die den jeweils gerade zu druckenden Punkten zugeordnet sind, zu den Zeilenleitungen durchschalten ? Die Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, daß sie einen sehr geringen Aufwand erfordert, so daß Hochleistungsdruckeinrichtungen mit einer Druckgeschwindigkeit von bis zu 40 000 Zeichen pro Sekunde mit einem vertretbaren Aufwand realisierbar sind. Bei der Schaltungsanordnung wird davon ausgegangen, daß zwischen zwei Betätigungen desselben Tintendruckelements eine. vorgegebene Erholzeitdauer vorhanden sein muß. Diese Erholzeitdauer wird zum zyklisch aufeinanderfolgenden Ansteuern weiterer Druckelemente benutzt, so daß die jeweils mit einer Spaltenleitung einer Matrix verbundenen Druckelemente zeitlich nacheinander, entsprechend einem Zeitmultiplexbetrieb betätigt werden.According to the invention, the problem with the circuit arrangement is the initially mentioned type solved in that in each case several printing elements of all rows accordingly a matrix with row lines and column lines are connected, that first Amplifiers are provided, the number of which is equal to the number of column lines a matrix and the column lines corresponding to one another on the output side of the individual matrices are connected and the columns in cyclic order Excite lines and that second amplifiers are provided, the number of which is the same is the sum of the row lines of all matrices, each with the output side a row line are connected and according to the cyclic order signals that are assigned to the points to be printed at the same time are to switch through to the row lines? The circuit arrangement according to the present Invention has the advantage that it requires very little effort, so that High performance printing facilities with a printing speed of up to 40,000 Characters per second can be realized with a reasonable amount of effort. In the circuit arrangement it is assumed that between two actuations of the same ink printing element one. predetermined recovery time must be available. This recovery time becomes cyclically successive control of further printing elements used so that the each time connected to a column line of a matrix printing elements are operated one after the other in accordance with a time division multiplex operation.

Eine sehr hohe Druckgeschwindigkeit wird erreicht, wenn die Anzahl der Spaltenleitungen jeder Matrix gleich oder kleiner ist als der Quotient aus der zwei aufeinanderfolgenden Betätigungen desselben Druckelements zugeordneten minimalen Zeitdauer und der für eine Betätigung erforderlichen Zeitdauer.A very high printing speed is achieved if the number of the column lines of each matrix is equal to or smaller than the quotient of the two successive actuations of the same pressure element associated with the minimum Time and the time required for an actuation.

Eine besonders einfache Zuordnung zwischen den Zeilenleitun gen der Matrizen und den Reihen, in denen die Druckelemente angeordnet sind, wird erreicht, wenn die Anzahl der Zeilenleitungen jeder Matrix gleich ist der Anzahl der aus den Druckelementen gebildeten Reihen.A particularly simple assignment between the line lines of the Matrices and the rows in which the printing elements are arranged is achieved if the number of row lines of each matrix is equal to the number of lines from the Rows formed by printing elements.

Zweckmäßigerweise wird jeweils eine gleich große Anzahl von Druckelementen in einer Matrix zusammengefaßt. Insbesondere ist es günstig, wenn die Anzahl der Matrizen gleich ist dem Quotienten aus der Anzahl der Zeichenplätze der Zeile und der Anzahl der Spaltenleitungen jeder Matrix.Expediently, an equally large number of printing elements is used in each case summarized in a matrix. In particular, it is advantageous if the number of Matrices is equal to the quotient of the number of characters in the line and the number of column lines of each matrix.

Eine besonders einfache Ansteuerung der Matrix wird erreicht, wenn die Anzahl der Zeilenleitungen gleich ist der Anzahl der möglichen Punkte eines Zeichenplatzes in horizontaler Richtung.A particularly simple control of the matrix is achieved when the number of row lines is equal to the number of possible points one Drawing space in the horizontal direction.

Eine vorteilhafte Aus führungs form der Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verstärker einen Umschalter enthalten, mit dem beim entsprechenden Zyklus an ersten Anschlüssen der über die Spaltenleitung angeschlossenen Druckelemente in einer Ansaugphase für die Tinte eine Arbeitsspannung und in einer Ausstoßphase ein Bezugspotential anlegbar ist und daß die zweiten Verstärker einen Schalter enthalten, mit dem an zweite Anschlüsse der an die entsprechende Zeilenleitung angeschlossenen Druckelemente bei der Darstellung eines Punkts ein Bezugspotential anlegbar ist.An advantageous embodiment of the circuit arrangement is thereby characterized in that the first amplifier contain a switch with which at corresponding cycle at the first connections of the connected via the column line Printing elements in a suction phase for the ink and a working voltage Ejection phase a reference potential can be applied and that the second amplifier one Switch included, with the second connections of the to the corresponding row line connected pressure elements when representing a point a reference potential can be applied.

Zur zyklischen Ansteuerung der einzelnen Spaltenleitungen der Matrizen ist es vorteilhaft, wenn die ersten Verstärker Verknüpfungsglieder enthalten, die der Ansaugphase und der Ausstoßphase zugeordnete Signale mit einem den Zyklus bestimmenden Signal verknüpfen.For cyclic control of the individual column lines of the matrices it is advantageous if the first amplifier contain logic elements that signals associated with the intake phase and the discharge phase with one that determines the cycle Link signal.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der ersten Verstärker wird dadurch erreicht, daß als Umschaltelemente zwei Transisto- ren des einander entgegengesetzten LeitiAhigkeitstyps vorgesehen sind, von denen an einem die Arbeitsspannung und am anderen das Bezugspotential anliegt und an deren Verbindungspunkt die einander entsprechenden Spalten leitungen angeschlossen sind.This creates an advantageous embodiment of the first amplifier achieved that as switching elements two transistor ren of each other opposite conductivity type are provided, one of which is the working voltage and the reference potential is applied to the other and to each other at their connection point Corresponding column lines are connected.

Um die an den Zeilen- und Spaltenleitungen angeschlossenen Druckelemente so einstellen zu können, daß sie jeweils Tintentröpfchen gleicher Qualität ausstoßen, ist es vorteilhaft, wenn die Druckelemente jeweils über einen abgleichbaren Widerstand zwischen einer Zeilenleitung und einer Spaltenleitung angeschlossen sind.To the printing elements connected to the row and column lines to be able to adjust so that they each eject ink droplets of the same quality, it is advantageous if the pressure elements each have an adjustable resistor are connected between a row line and a column line.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung anhand von Zeichnungen beschrieben.The following is an embodiment of the circuit arrangement described with reference to drawings.

Es zeigen: Fig. 1 ein als Tintendruckelement ausgebildetes Druckelement, Fig. 2 eine Anordnung einer Vielzahl von Druckelementen in mehreren Reihen, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zum Ansteuern der Druckelemente, Fig. 4 Zeitdiagramme von den Druckelementen zugeführten Ansteuersignalen, Fig. 5 ein Schaltbild eines ersten und eines zweiten Verstärkers.1 shows a printing element designed as an ink printing element, Fig. 2 shows an arrangement of a plurality of printing elements in several rows, Fig. 3 is a block diagram of a circuit arrangement for controlling the printing elements, FIG. 4 shows timing diagrams of control signals supplied to the printing elements, FIG. 5 a circuit diagram of a first and a second amplifier.

Das in Fig. 1 dargestellte Druckelement, das als Tintendruckelement ausgebildet ist, enthält ein Kunststoffteil K, in dem ein Düsenkanal DK vorgesehen ist. Auf der einen Seite ist der Düsenkanal DK über eine Zuleitung Z mit einem Tintenvorratsbehälter verbunden. Auf der anderen Seite wird der Düsenkanal DK durch eine Düsenplatte DP abgeschlossen, die eine Düse D aufweist. Der Düsenkanal DK wird teilweise von einem piezokeramischen Wandler P konzentrisch umschlossen. Der Wandler P weist zwei Elektroden El und E2 auf. Beim Anlegen einer Spannung an die beiden Elektro- den Ei und E2 wird im Düsenkanal DK eine Stoßwelle erzeugt und aus der Düse D wird ein Tintentröpfchen zu einem Aufi zeichnungsträger ausgestoßen.The printing element shown in Fig. 1, which as an ink printing element is formed, contains a plastic part K in which a nozzle channel DK is provided is. The nozzle channel DK is on one side via a supply line Z with an ink reservoir tied together. On the other hand, the nozzle channel DK is through a nozzle plate DP completed, which has a nozzle D. The nozzle channel DK is partially from a Piezoceramic transducer P enclosed concentrically. The transducer P has two electrodes El and E2. When applying voltage to the two electrical the Ei and E2, a shock wave is generated in the nozzle channel DK and the nozzle D becomes a Ink droplets ejected to a recording medium.

Unter Verwendung von vielen, beispielsweise 500 bis 2000 derartiger Druckelementen ist es möglich, eine Druckeinrichtung mit hoher Druckgeschwindigkeit von ca. 40 000 Zeichen pro Sekunde aufzubauen. Die einzelnen Zeichen werden unter Verwendung der Druckelemente aus einzelnen Punkten gebildet, die innerhalb der vorgesehenen Zeichenplätze matrixförmig angeordnet sind.Using many, e.g. 500 to 2000 such Printing elements, it is possible to use a printing device with a high printing speed of approx. 40,000 characters per second. The individual characters are below Use of the printing elements formed from individual points that are within the intended Character spaces are arranged in a matrix.

Bei der Darstellung in Fig. 2 wird angenommen, daß mit Hilfe einer Druckeinrichtung Zeichen zeilenweise parallel auf einen Aufzeichnungsträger gedruckt werden sollen. Jede Zeile weist 160 Zeichenplätze auf, an denen die Zeichen abdruckbar sind. Die Druckeinrichtung enthält 1120 Druckelemente, die in sieben parallelen Reihen angeordnet sind.In the illustration in FIG. 2, it is assumed that with the aid of a Printing device characters are printed line by line in parallel on a recording medium should be. Each line has 160 character spaces where the characters can be printed are. The printing device contains 1120 printing elements arranged in seven parallel Rows are arranged.

Die Druckelemente jeder Reihe weisen eine gemeinsame Düsenplatte DP1 bis DP7 auf. Innerhalb der Düsenplatten DP1 bis DP7 sind die einzelnen Düsen D in einem Abstand voneinander angeordnet, der gleich ist dem Abstand der Zeichenplätze auf dem Aufzeichnungsträger. Falls der Aufzeichnungsträger D während des Druckvorganges kontinuierlich bewegt wird, müssen wegen des Zeitmultiplexverfahrens die Düsen D sägezahnförmig angeordnet werden. Die einzelnen Düsen D weisen in vertikaler Richtung voneinander einen Abstand auf, der gleich ist einem ganzzahligen Vielfachen eines Zeilenabstands, vorzugsweise gleich ist einem Zeilenabstand. Die Düsenplatten DPl bis DP7 sind in Zeilenrichtung jeweils um einen Abstand gegeneinander versetzt angeordnet, der gleich ist dem horizontalen Abstand zwischen zwei Rasterpunkten eines Zeichens.The printing elements of each row have a common nozzle plate DP1 to DP7. The individual nozzles D in are located within the nozzle plates DP1 to DP7 arranged at a distance from one another which is equal to the distance between the character spaces on the recording medium. If the recording medium D is during the printing process is moved continuously, the nozzles D be arranged in a sawtooth shape. The individual nozzles D point in the vertical direction a distance from one another which is equal to an integral multiple of one Line spacing, preferably equal to one line spacing. The nozzle plates DPl up to DP7 are arranged offset from one another by a distance in the line direction, which is equal to the horizontal distance between two grid points of a character.

Mit Hilfe der Druckeinrichtung werden die Zeichen beispielsweise in einem aus 7x9 Rasterpunkten gebildeten Raster auf den Zeichenplätzen dargestellt. Die Anzahl der Düsenplat- ten DP ist gleich der Anzahl der Rasterpunkte in horizontaler Richtung, im vorliegenden Fall 7. Die Anzahl der Düsenplatten in vertikaler Richtung ergibt sich aus dem Abstand der Rasterpunkte unter Berücksichtigung von beispielsweise drei fiktiven Rasterpunkten für einen Abstand zwischen den Zeilen.With the help of the printing device, the characters are printed, for example, in a grid formed from 7x9 grid points is shown on the drawing spaces. The number of nozzle plates ten DP is equal to the number of grid points in the horizontal direction, in this case 7. The number of nozzle plates in vertical direction results from the spacing of the grid points taking into account of, for example, three fictitious grid points for a distance between the lines.

Die jeweils untereinander benachbart angeordneten Düsen D werden gleichzeitig betätigt, so daß jeweils Punkte von sieben untereinander angeordneten Zeichen gleichzeitig gedruckt werden. In Zeilenrichtung werden die untereinander angeordneten Zeichen entsprechend einem Zeitmultiplexverfahren gedruckt. Beispielsweise werden jeweils gleichzeitig zunächst Punkte von den an den ersten, elften, 21.The nozzles D arranged adjacent to each other become simultaneously operated so that each point of seven characters arranged one below the other simultaneously to be printed. The characters arranged one below the other are in the direction of the line printed according to a time division multiplex method. For example, each at the same time points from the first, eleventh, 21st

bis 151. Zeichenplätzen jeder Zeile abzudruckenden Zeichen gedruckt. Anschließend werden Punkte von den an den zweiten, zwölften, 22. bis 152. Zeichenplätzen jeder Zeile abzudruckenden Zeichen gedruckt usw.to 151. Characters to be printed in each line. Then points are taken from the second, twelfth, 22nd to 152nd character positions characters to be printed on each line, etc.

Unter der Annahme, daß sich der Aufzeichnungsträger bei der in Fig. 2 dargestellten Druckeinrichtung von unten nach oben bewegt, sind die Zeichen erst dann vollständig gedruckt, wenn sie unter den Düsen D1 bis D160 der DUsenplatte DP1 hervortreten.Assuming that the record carrier is at the in Fig. 2 printing device shown moved from bottom to top, the characters are only then completely printed when they are under the nozzles D1 to D160 of the nozzle plate DP1 stand out.

Jedes Druckelement ist einer Spalte des Zeichenrasters zugeordnet. Die in der Düsenplatte DP1 angeordneten Düsen D1 bis D160 erzeugen jeweils die Punkte, in den ersten Spalten des Zeichenrasters. In entsprechender Weise erzeugen die in der Düsenplatte DP2 enthaltenen Düsen D161 bis D320 jeweils die in der zweiten Spalte des Zeichenrasters angeordneten Punkte und die in der Düsenplatte DP7 angeordneten Düsen D961 bis Dz 120 jeweils die Punkte in den letzten Spalten der Zeichenraster.Each printing element is assigned to a column of the character grid. The nozzles D1 to D160 arranged in the nozzle plate DP1 each generate the points in the first columns of the character grid. In a corresponding way, the in of the nozzle plate DP2 contained nozzles D161 to D320 in the second column of the character grid and those arranged in the nozzle plate DP7 Nozzles D961 to Dz 120 each have the points in the last columns of the character grid.

Die maximale Frequenz für die Erzeugung der Tintentröpfchen beträgt zur Zeit ca. 3 kHz. Für die Ansteuerung des piezokeramischen Wandlers P sind Impulse mit einer Impulsdauer. yon ca. 3Q a erforderlich. Die Erholzeitdauer zwischen zwei Betätigungen des Wandlers P beträgt ca. 270 es.The maximum frequency for generating the ink droplets is currently approx. 3 kHz. To control the piezoceramic transducer P are pulses with a pulse duration. of about 3Q a required. The recovery time between two actuations of the converter P is approx. 270 es.

Diese Erholzeitdauer bestimmt im wesentlichen die maximale Frequenz der Tintentröpfchen. Die Erholzeitdauer ist erforderlich, um die durch den Impuls im Düsenkanal DK erzeugten Druckschwingungen abklingen zu lassen. Die Erholzeitdauer zwischen zwei Betätigungen desselben Druckelements kann ausgenützt werden, um inzwischen beispielsweise neun weitere Druckelemente zeitlich nacheinander entsprechend einem Zeitmultiplexverfahren zu betätigen.This recovery period essentially determines the maximum frequency the ink droplets. The recovery time is required by the impulse to let the pressure oscillations generated in the nozzle channel DK subside. The recovery time between two actuations of the same pressure element can be used to meanwhile for example, nine further printing elements one after the other corresponding to one To operate time division multiplexing.

Für die Ansteuerung der Druckelemente ist es vorteilhaft, wenn diese in mehrere Matrizen zusammengefaßt werden. Die Spaltenleitungen der Matrizen werden entsprechend dem Zeitmultiplexverfahren zeitlich nacheinander aktiviert, so d'aß jedes Druckelement erst nach seiner Erholzeitdauer wieder betätigt wird. Den Zeilenleitungen der Matrix werden die den entsprechenden Punkten der Zeichen zugeordneten Signale jeweils parallel zugeführt. Die Anzahl der Spaltenleitungen ergibt sich aus der Erholzeitdauer und der Impulsdauer der die Druckelemente ansteuernden Signale. Die Anzahl der Zeilenleitungen ist zweckmäßigerweise gleich der Anzahl der Rasterpunkte eines Zeichenplatzes in horizontaler Richtung und damit vorzugsweise auch gleich der Anzahl der aus den Druckelementen gebildeten parallelen Reihen, d.h. der Anzahl der Düsenplatten DP.For the control of the pressure elements, it is advantageous if these can be summarized in several matrices. The column lines of the matrices are activated one after the other according to the time division multiplex method, so d'ass each pressure element is only actuated again after its recovery period. The row lines the matrix becomes the signals associated with the corresponding points of the characters each fed in parallel. The number of column lines results from the Recovery time and the pulse duration of the signals controlling the printing elements. the The number of row lines is expediently equal to the number of grid points of a character space in the horizontal direction and thus preferably also the same the number of parallel rows formed from the printing elements, i.e. the number of the nozzle plates DP.

Bei der Darstellung in Fig. 3 sind die Druckelemente T1 bis T1120 für die Ansteuerung schaltungstechnisch in .16 Matrizen M1 bis M16 zusammengefaßt. Die Druckelemente T1 bis T1120 haben die in Fig. 2 dargestellten Düsen D1 bis D1120.In the illustration in FIG. 3, the printing elements are T1 to T1120 for the control, the circuitry is summarized in .16 matrices M1 to M16. The printing elements T1 to T1120 have the nozzles D1 to D1120 shown in FIG.

Die Druckelemente T1 bis T1120 sind jeweils mit einer Zeilenleitung Z und einer Spaltenleitung S verbunden. Im vorliegenden Fall entnalten die Matrizen M1 bis M16 jeweils zehn Spaltenleitungen.SP. Da jede Zeile 160 Zeichenplätze aufweist, ergibt sich die Anzahl der Matrizen Ml bis M16 aus dem Quotienten aus dieser Anzahl von Zeichenplätzen und der Anzahl der Spaltenleitungen SP jeder MAtrix. Die Zeilenleitungen Z der Matrizen MA bis M16 sind mit den Ausgängen von 112 Verstärkern H1 bis H112 verbunden. Eingangsseitig liegen an diesen Verstärkern H Signale an, die den von den Druckelementen T abzudruckenden Punkten zugeordnet sind.The printing elements T1 to T1120 each have a row line Z and a column line S connected. In the present case, the matrices are removed M1 to M16 ten column lines each. SP. Since each line has 160 characters, the number of matrices Ml to M16 results from the quotient from this number of character spaces and the number of column lines SP each Matrix. The row lines Z of the matrices MA to M16 are connected to the outputs of 112 connected to amplifiers H1 to H112. These amplifiers are on the input side H signals which are assigned to the points to be printed by the printing elements T. are.

Jeweils einander entsprechende Spalten leitungen SP der Matrizen M sind mit jeweils einem Ausgang eines Verstärkers V1 bis V70 verbunden. Diese Verstärker V werden entsprechend einem Zeitmultiplexverfahren zeitlich nacheinander aktiviert, so daß in jeder Matrix M in zyklischer Reihenfolge die mit den entsprechenden Spaltenleitungen SP verbundenen Druckelemente T betätigbar sind. Entsprechend der zyklischen Reihenfolge der Aktivierung der einzelnen Spaltenleitungen SP werden den Verstärkern H ebenfalls entsprechend einem Zeitmultiplexverfahren die Signale zugeführt, die von den mit den entsprechend aktivierten Spaltenleitungen SP verbundenen Druckelementen abzudruckenden Punkten zugeordnet sind.Corresponding column lines SP of the matrices M in each case are each connected to an output of an amplifier V1 to V70. These amplifiers V are activated one after the other according to a time division multiplex process, so that in each matrix M in cyclic order those with the corresponding column lines SP connected pressure elements T can be actuated. According to the cyclical order the activation of the individual column lines SP, the amplifiers H are also according to a time division multiplexing the signals supplied by the with the correspondingly activated column lines SP connected to printing elements to be printed Points are assigned.

Durch die matrixförmige Ansteuerung der Druckelemente T sind anstelle von 1120 Verstärkern nur 122 Verstärker, nämlich 112 Verstärker H und 10 Verstärker V erforderlich.Due to the matrix-like control of the printing elements T are instead of 1120 amplifiers only 122 amplifiers, namely 112 amplifiers H and 10 amplifiers V required.

Durch die parallele Ansteuerung der Zeilen leitungen Z durch die Verstärker H und durchdie serielle Ansteuerung der Spaltenleitungen SP durch die Verstärker V können in zehn Zyklen, beispielsweise mit einer gesamten Zeitdauer von 300 s, alle 1120 Spritzeinrichtungen betätigt werden. Die Verstärker V und H sind mit einer Steuerstufe verbunden, die einerseits zeitlich nacheinander die Verstärker V1 bis V10 auswählt und die gleichzeitig an die Verstärker H diejenigen Signale anlegt, die für die Betätigung der mit den entsprechenden Spalten leitungen SP verbundenen Druckelemente T erforderlich sind.Due to the parallel control of the row lines Z through the amplifier H and by the serial control of the column lines SP by the amplifiers V can be performed in ten cycles, for example with a total duration of 300 s, all 1120 spray devices are actuated. The amplifiers V and H are with one Connected control stage, the one hand one after the other the amplifier V1 to Selects V10 and at the same time applies the signals to amplifier H for the actuation of the lines SP connected to the corresponding columns Printing elements T are required.

Bei den in Fig. 4 dargestellten Zeitdiagrammen sind in Abszissenrichtung die Zeit t und in Ordinatenrichtung die Momentanwerte von anoden Druckelementen T anliegenden Spannungen dargestellt. Die exponentiellen Spannungsverläufe an den ansteigenden und abfallenden Flanken wurden stark vereinfacht als Geraden dargestellt.Es wird dabei davon ausgegangen, daß die Ansteuerung der Wandler P in den Druckelementen T durch unipolare Signale erfolgt. Zum Zeitpunkt t1 beginnt die Ansaugphase der mit den ersten Spaltenleitungen SP1 jeder Matrix verbundenen Druckelemente T. Die Ansaugphase ist zum Zeitpunkt t2 beendet. Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 erfolgt die Ausstoßphase für das Tintentröpfchen. Anschließend folgt bis zum Zeitpunkt t8 die Erholzeitdauer des Druckelements T, in dem die im Düsenkanal DK erzeugten Druckschwingungen abklingen. Anschließend beginnt zum Zeitpunkt t8 der gleiche Vorgang wie zum Zeitpunkt t1. Während der Erholzeitdauer werden die mit den weiteren Spaltenleitungen SP der Matrizen M verbundenen Druckelemente T zeitlich nacheinander durch die Signale S2 bis S10 in entsprechender Weise zum Ausstoßen von Tintentröpfchen erregt.In the timing diagrams shown in Fig. 4 are in the abscissa direction the time t and, in the ordinate direction, the instantaneous values of anode pressure elements T applied voltages are shown. The exponential voltage curves at the Rising and falling flanks have been shown as straight lines, greatly simplified. Es it is assumed that the control of the transducer P in the printing elements T is done by unipolar signals. The intake phase of the begins at time t1 printing elements T connected to the first column lines SP1 of each matrix The intake phase ends at time t2. Takes place between times t3 and t4 the ejection phase for the ink droplet. This then follows up to time t8 the recovery time of the pressure element T, in which the pressure oscillations generated in the nozzle channel DK to subside. The same process then begins at time t8 as at time t1. During the recovery period, those with the further column lines SP are the Printing elements T connected to matrices M one after the other by the signals S2 to S10 correspondingly energized to eject ink droplets.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Schaltbild ist zwischen einer Spaltenleitung SP und einer Zeilenleitung Z ein piezokeramischer Wandler P, der durch einen Kondensator C dargestellt wird, über einen Widerstand R1 angeschlossen. Der Widerstand R1 ist abgleichbar, it:im Tintentröpfchen gleicher Qualität zu erzeugen.In the circuit diagram shown in FIG. 5, there is between a column line SP and a row line Z a piezoceramic transducer P, which is through a capacitor C is connected across a resistor R1. The resistor R1 is adjustable, it: to produce the same quality in the ink droplets.

Der Verstärker V enthält eine Verstärkerstufe Al, der ein die zyklische Reihenfolge des Auswählens des Verstärkers V zugeordnetes Auswahlsignal A zugeführt wird. Beim Auftreten des Auswahlsignals A werden über die Verstärkerstufe Al zwei UND-Glieder G1 und G2 freigegeben. Ein die Ansaugphase festlegendes Signal AN wird dann über das UND-Glied Gl zu einem Transistor T1 durchgeschaltet, wodurch der Transistor Tl und T2 leitend gesteuert werden. Wenn das durch den Kondensator C dargestellte Druckelement T betätigt werden soll, um einen Punkt zu drucken, wird dem Verstärker H ein entsprechendes Datensignal DS zugeführt.The amplifier V contains an amplifier stage Al, which is a cyclic Sequence of selection of the amplifier V assigned selection signal A supplied will. When the selection signal A occurs, there are two via the amplifier stage A1 AND gates G1 and G2 enabled. A signal defining the intake phase becomes ON then switched through via the AND gate Gl to a transistor T1, whereby the transistor T1 and T2 are controlled conductive. if that through the capacitor C printing element T shown is to be actuated to print a dot the amplifier H is supplied with a corresponding data signal DS.

Der Verstärker H enthält eine Verstärkerstufe A2, die einen Transistor T3 leitend steuert. Der Kondensator C wird dann über die Widerstände R1 und R4 mit der Zeitkonstante tC aufgeladen. Anschließend wird das Signal AN beendet.The amplifier H contains an amplifier stage A2, which is a transistor T3 controls conductive. The capacitor C is then connected via the resistors R1 and R4 the time constant tC charged. The AN signal is then terminated.

Während der Ausstoßphase des Tintentröpfchens erzeugt die Steuereinheit ein Signal AS, das über das UND-Glied G2 den Transistor T4 leitend steuert. Der Kondensator C wird ber den Widerstand R1 und die Diode DI mit der Zeitkonstante tD entladen. Gleichzeitig wird vom Druckelement T ein Tintentröpfchen ausgestoßen.During the ejection phase of the ink droplet, the control unit generates a signal AS, which controls the transistor T4 conductive via the AND gate G2. Of the Capacitor C is via the resistor R1 and the diode DI with the time constant tD unloaded. At the same time, a droplet of ink is ejected from the printing element T.

Falls von einem mit der erregten Spaltenleitung SP verbundenen Druckelement T kein Tintentröpfche ausgestoßen werden soll, bleibt durch ein entsprechendes Datensignal DS der Transistor T3 in der Ansaugphase gesperrt und auch die Diode DI bleibt gesperrt, so daß der Kondensator C nicht aufgeladen werden kann.If from a pressure element connected to the excited column line SP T no ink droplets should be ejected, remains by a corresponding data signal DS the transistor T3 is blocked in the intake phase and the diode DI also remains blocked, so that the capacitor C cannot be charged.

Die Transistoren T2 und T4 sind vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und über sie erfolgt die Aufladung bzw. die Entladung des Kondensators C. Die Basen der Transistoren T1, T3 und T4 sind jeweils über Widerstände mit einer Betriebsspannung UB verbunden.The transistors T2 and T4 are of the opposite conductivity type and through them the charging or discharging of the capacitor C takes place. The bases the transistors T1, T3 and T4 are each connected to an operating voltage via resistors UB connected.

Mit Hilfe der Schaltungsanordnung ist es nicht nur möglich, Zeichen wie alphanumerische Zeichen und Sonderzeichen durch die Punkte darzustellen. Selbstverständlich ist es auch möglich, entsprechend einer Faksimileübertragung graphische Muster darzustellen.With the help of the circuit arrangement it is not only possible to create characters how to represent alphanumeric characters and special characters by the dots. Of course it is also possible to display graphic patterns in accordance with a facsimile transmission.

10 Patentansprüche 5 Figuren Leerseite10 claims 5 figures Blank page

Claims

Patent to claims circuit arrangement for controlling pressure elements, which are designed as ink droplets ejecting ink printing devices which are arranged in several rows each with a plurality of printing elements and generate the points arranged in a matrix at the designated drawing spaces, from which graphic patterns and / or characters can be displayed line by line in parallel, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that several printing elements (T) of all rows (DP) corresponding to a matrix (M) with row lines (Z) and column lines (SP) are connected that first amplifiers (V) are provided, the number of which is the same is the number of column lines (SP) of a matrix (M) and the output side connected to corresponding column lines (SP) of the individual matrices (M) and which excite the column lines (SP) in cyclic order and that second amplifiers (H) are provided, the number of which is equal to the sum of the row lines (Z) of all matrices (M), each of which is connected on the output side to a row line (Z) and which, in accordance with the cyclical sequence, simultaneously have signals, which are assigned to the dots to be printed, to all line lines (Z) switch through.

2. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n it should be noted that the number of column lines (SP) of each matrix (M) is the same or is smaller than the quotient from the two successive actuations of the same pressure element (T) assigned minimum time period and that for an actuation required length of time.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or claim 2, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the number of row lines (Z) of each matrix (M) is equal to the number of the printing elements (T) formed Rows (DP).

4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h e k e n n n n e i c h n e t that the number of matrices (M) is equal to that Quotient from the number of character spaces in the row and the number of column lines (SP) of each matrix CM).

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h e k e k e n n n e i c h n e t that the number of row lines (Z) is the same the number of possible points of a drawing space in the horizontal direction.

6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h e k e k e n n n e i c h n e t that the first amplifier (V) has a changeover switch included, with the corresponding cycle to the first connections of the column lines (SP) connected printing elements (T) in a suction phase for the ink a working voltage (UA) and a reference potential can be applied in an ejection phase and that the second Amplifier <H) contain a switch (T2) with which the second connections of the to the corresponding row line (Z) connected printing elements (T) in the Representation of a point the reference potential can be applied.

7. Circuit arrangement according to claim o, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the first amplifier (V) contain logic elements (G1, G2), the signals (AN, AS) assigned to the intake phase and the discharge phase with a Link the signal (A) that determines the cycle.

8. Circuit arrangement according to claim 6 or claim 7, d a d u r c h g e k e n n n n z e i c h n e t that two transistors (T1., T3) of the opposite conductivity type are provided from which one is the working voltage (UA) and the other is the reference potential whose connection point the corresponding column lines (SP) are connected.

9. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the pressure elements (T) each have an adjustable Resistor (R1) connected between a row line (Z) and a column line (SP) is.

10. Circuit arrangement according to claim 9, d a d u r c h gek e n n z e i c h n e t that the time constant (tC) in the intake phase is greater than that Time constant (tD) of the ejection phase.