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B41J2/12 Ink jet characterised by jet control testing or correcting charge or deflection

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DE3108755C2

Germany

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English
Inventor
Masanori Horike
Yutaka Tokio/Tokyo Jp Ebi
Current Assignee
Ricoh Co Ltd

Worldwide applications
1981 US DE

Application DE3108755A events
1988-11-10
Application granted
Granted

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstellung der Ablenkung einer Folge von aufgeladenen Tintentröpfchen für einen Tintenstrahldrucker der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Man unterscheidet zwei Grundtypen von Tintenstrahldruckern, nämlich einen ersten Typ, bei dem die zur Aufzeichnung dienenden Tintentröpfchen durch ein konstantes, vorgegebenes Aufladungssignal aufgeladen und dann entsprechend abgelenkt werden, während die übrigen, nicht zum Drucken dienenden Tintentröpfchen ungeladen bleiben und auf einen Auffänger treffen, der sie wieder dem Vorratsbehälter für die Tinte zuführt, und einen zweiten Typ, bei dem jeder Düse drei oder mehr Bildpunkte zugeordnet sind, bspw. 40 in vertikaler Richtung übereinanderliegende Bildpunkte, so daß acht Bildpunkte auf einen Millimeter entfallen. Die einzelnen Tintentröpfchen müssen entsprechend durch 40 unterschiedliche Aufladungssignale beaufschlagt werden, so daß sie auf 40 unterschiedlichen Bahnen den zugehörigen Bildpunkt erreichen.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem erläuterten, zweiten Grundtyp, bei dem die einzelnen Tintentröpfchen durch verschiedene, unterschiedliche Aufladungssignale beaufschlagt werden.
Bei einem solchen Tintenstrahldrucker muß gewährleistet werden, daß die einzelnen Tintentröpfchen sehr exakt den 40 verschiedenen Bahnen folgen; aus diesem Grunde sind im allgemeinen Einrichtungen vorgesehen, die die Ablenkung der einzelnen Tintentröpfchen feststellen und über eine Regelschleife die Aufladungs- und/oder Ablenksignale so verändern, bis sich die gewünschte Soll-Auftreffstelle ergibt.
Ein Verfahren zur Messung der Ladungen auf Tröpfchen wird in dem Artikel "Method of Producing and Measuring charged Single Droplets", veröffentlicht in The Review of Scientific Instruments , März 1967, S. 325 bis 327, beschrieben. Dabei kann die elektrostatische Induktion auf einem Kondensator ausgenutzt werden.
Aus der DE-AS 23 46 059 ist eine Kompensationsschaltung für Tintenstrahldrucker bekannt, die einen Spannungsteiler enthält mit Abgriffen für alle durch eine Gleichung vorgegebenen Werte der kompensierten Aufladungsspannung; diese Gleichung berücksichtigt die Aufladespannung ohne Kompensation vorausgegangener Tröpfchen, weiterhin von den Koppelfaktoren für vorausgegangene Tröpfchen abhängige Konstante und schließlich die Tropfenperiode. Jeder Abgriff ist mit einer Verknüpfungsschaltung verbunden, deren Schaltzustände in Abhängigkeit vom Ladezustand der Tröpfchen steuerbar sind und die entsprechend ihrem von einem dem Ladezustand der vorhergehenden Tröpfchen speichernden Schieberegister gesteuerten Schaltzustand die zugeordneten Abgriffe des Spannungsteilers mit der Elektrode verbinden. Dabei wird auch jeder Zwischenstufe der Zeichenhöhe eine bestimmte Ablenkungsspannung zugeordnet.
Weiterhin geht aus der DE-AS 23 43 420 eine Vorrichtung zur Erhöhung der Druck- und Ausgabegeschwindigkeit von Tintenstrahldruckern hervor, bei der ein Zeichengenerator durch einen Taktgeber gesteuert ist; mit dem Zeichengenerator ist ein Schieberegister verbunden; die der Aufladung und Ablenkung der Tröpfchen dienenden Einrichtungen sind je nach darzustellenden Zeichen für die Aufzeichnung mit einer ersten und für die Nicht-Aufzeichnung mit einer ein Vielfaches der ersten Frequenz betragenden höheren Frequenz steuerbar; während der Steuerung mit der höheren Frequenz wird der Ladeelektrode ein Potential zugeführt, das die Ablenkung der in dieser Zeit aufgeladenen Tröpfchen zu einem Ablauf veranlaßt. Dadurch können einzelne Tröpfchenintervalle dann übersprungen werden, wenn Tröpfchen für den Aufzeichnungsvorgang nicht benötigt werden, während im wesentlichen die Tröpfchen nur dann auftreten, aufgeladen oder abgelenkt werden, wenn Informationen aufgezeichnet werden sollen.
Aus der älteren, als DE-OS 31 07 767 nachveröffentlichten Patentanmeldung P 31 07 767.6-27 geht eine Einrichtung zur Feststellung der Ablenkung einer Folge von Tintentröpfchen für einen Tintenstrahldrucker mit einer Fangelektrode für die aufgeladenen und abgelenkten Tintentröpfchen hervor, wobei eine Kante der Fangelektrode die Ablenkrichtung schneidet; diese Fangelektrode überdeckt den gesamten Soll-Ablenkungsbereich.
Eine Ladeeinrichtung erhöht schrittweise die an die Aufladungselektrode angelegten Aufladungssignale bis zu einem Höchswert, so daß die aufeinanderfolgenden Tintentröpfchen in jeder Folge in einer definierten Zahl von Stufen abgelenkt werden; ein Ablenkungsdetektor stellt nach Erzeugung in Ablenkung einer vorgegebenen Anzahl von Tintentröpfchen durch Vergleich des Ausgangssignals einer Integrationsschaltung mit einem Bezugssignal fest, ob
die integrierte Ladungsmenge der bisher aufgefangenen Tintentröpfchen dem Sollwert entspricht und
das nächste, den weiteren Schritt abgelenkte Tintentröpfchen die Fangelektrode passiert;
die an den Ablenkungsdetektor angeschlossene Auswerteinrichtung hält zu diesem Zeitpunkt die Ladeeinrichtung an, tastet das ein Maß für die maximale Soll-Ablenkung darstellende, vorliegende Aufladungssignal der Ladeeinrichtung ab, und steuert in Abhängigkeit hiervon den Verstärkungsfaktor für die an die Aufladungselektrode anzulegenden, stufenförmigen Spannungs-Impulse.
Eine Einrichtung zur Einstellung der Ablenkung einer Folge von aufgeladenen Tintentröpfchen für einen Tintenstrahldrucker der angegebenen Gattung geht schließlich aus der älteren, als DE-OS 29 52 669 nachveröffentlichten Patentanmeldung P 29 52 669.0-27 hervor und weist eine Elektrode zur elektrostatischen Aufladung zumindest einiger Tintentröpfchen der Folge entsprechend zugeführten Aufladungssignalen, eine Elektrode zur Ablenkung der aufgeladenen Tintentröpfchen, eine den gesamten Soll-Ablenkungsbereich überdeckende Fangelektrode für die aufgeladenen und abgelenkten Tintentröpfchen, eine schrittweise die an die Aufladungselektrode angelegten Aufladungssignale bis zu einem Extremwert ändernde Ladeeinrichtung, so daß die aufeinanderfolgenden Tintentröpfchen in jeder Folge in einer definierten Zahl von Stufen abgelenkt werden, eine an die Fangelektrode angeschlossene Integrationsschaltung für die Integration der Ladung der nacheinander auf die Fangelektrode treffenden Tintentröpfchen, einen nach Erzeugung und Ablenkung einer vorgegebenen Anzahl von Tintentröpfchen durch Vergleich des Ausgangssignals der Integrationsschaltungen mit einem Bezugssignal feststellenden Ablenkungsdetektor, ob
die integrierte Ladungsmenge der bisher aufgetroffenen Tintentröpfchen dem Sollwert entspricht, und
die nächsten, einen weiteren Schritt abgelenkten Tintentröpfchen auf eine Sollstelle der Fangelektrode treffen, sowie
eine an den Ablenkungsdetektor angeschlossene Auswerteinrichtung auf, die zu diesem Zeitpunkt
die Ladeeinrichtung anhält,
das ein Maß für die Soll-Ablenkung darstellende, vorliegende Aufladungssignal der Ladeeinrichtung übernimmt, und
in Abhängigkeit hiervon die an die Aufladungselektrode anzulegenden, stufenförmigen Spannungs-Impulse darstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Einstellung der Ablenkung einer Folge von aufgeladenen Tintentröpfchen für einen Tintenstrahldrucker der angegebenen Gattung zu schaffen, die auf konstruktiv einfache Weise die sehr exakte Einstellung der verschiedenen Aufladungssignale für die einzelnen Tintentröpfchen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale erreicht.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgendem Grundgedanken: Vor Beginn des eigentlichen Betriebes wird, bspw. mittels einer zusätzlichen Testeinrichtung, ein Farbstrahl erzeugt, der durch eine Bezugs- Aufladungsspannung V cs beaufschlagt wird, um die einzelnen Farbtröpfchen dieses Strahls zu einer vorgegebenen Auftreffstelle X ds zu bringen. Dabei wird diese Bezugsaufladungsspannung so lange verändert, bis diese "Probetröpfchen" die Auftreffstelle X ds erreichen.
Sobald dieser Betriebszustand vorliegt, wird der Koeffizient K₁ zwischen der entsprechenden Bezugs-Aufladungsspannung V cs und der zugehörigen Auftreffstelle X ds entsprechend der Beziehung
V cs = K₁ · X ds
ermittelt. Dieser Koeffizient K₁ gilt nun auch für die allgemeine Beziehung
V ci = K₁ · X di ,
also für die Ermittlung der Aufladungsspannungen, die an die zugehörige Elektrode angelegt werden müssen, um die anderen, möglichen Auftreffstellen X di mit I=0, 1 . . . zu erreichen. Soll bspw. an der Auftreffstelle X d 4 ein Bildpunkt erzeugt werden, so muß nur die entsprechende Aufladungsspannung V c 4 aus der obigen Beziehung berechnet und an die Aufladungselektrode angelegt werden.
Dieses Grundprinzip ist besonders für einen Farbstrahldrucker vorteilhaft, bei dem bspw. mit 40 unterschiedlichen Aufladungsspannungen und entsprechend 40 unterschiedlichen Auftreffstellen gearbeitet werden muß, da nun nach einem kurzen Probelauf die vorhandenen Betriebsbedingungen über den Koeffizienten K₁ sehr exakt erfaßt und die entsprechenden Aufladungsspannungen V ci ohne Probleme ermittelt werden können.
Diese Beziehungen lassen sich noch erweitern, so daß auch andere Parameter und damit andere Einflüsse berücksichtigt werden können, bspw. die Temperatur und/oder der Druck der Tinte.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des mechanischen Aufbaus eines Tintenstrahldruckers,
Fig. 1b und 1c Blockschaltbilder des elektrischen Teils dieses Tintenstrahldruckers,
Fig. 1d ein Blockschaltbild einer Modifikation des Ladesignalgenerators,
Fig. 2a ein Ablaufdiagramm des Steuervorgangs,
Fig. 2b ein Ablaufdiagramm der verschiedenen Schritte beim "Phasen suchen" und "Phasen einstellen",
Fig. 2c, 2d, 2f Ablaufdiagramme für die einzelnen Schritte bei der Einstellung der Ablenkung,
Fig. 2e ein Ablaufdiagramm für die einzelnen Schritte bei der Erzeugung des Ladespannungscodes,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform eines Ladespannungsgenerators,
Fig. 4 eine abgewandelte Anordnung der Fangelektrode, und
Fig. 5 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Ablenkstelle und der Aufladespannung.
Fig. 1a zeigt den mechanischen Aufbau eines mit mehreren Düsen versehenen Tintenstrahldruckers, der im folgenden auch als "Farbstrahlaufzeichnungseinrichtung" bezeichnet werden soll. Die Fig. 1b und 1c stellen die wesentlichen elektrischen Schaltungen dieses Tintenstrahldruckers im einzelnen dar.
Der Tintenstrahldrucker weist einen Farbausstoßkopf 10 mit einem einen gemeinsamen Farbdurchgang definierenden Teil 11, einen Tragrahmen 12 für einen Schwingungserzeuger und einen Düsenplattenhalter 13 auf. Der Tragrahmen trägt eine Anzahl elektrostriktiver Schwingungserzeuger 12 a i , die fest an einer Bodenwandung angebracht sind. Wenn die Schwingungserzeuger 12 a i synchron mit einer konstanten Frequenz angesteuert werden, wird auf die unter Druck gesetzte Farbe in dem Raum des Tragrahmens eine Druckschwingung vorbestimmter Frequenz angelegt. Der Düsenplattenhalter 13 weist in gleichen Abständen (z. B. von 5 mm) über der Aufzeichnungsbreite eine Anzahl Farbdurchlässe 13 a i auf, welche mit dem Innenraum des Tragrahmes 12 in Verbindung stehen. Eine Düsenplatte 14 ist mit einer Fläche des Halters 13 verbunden und mit mikroskopisch kleinen Löchern 14 a i an Stellen versehen, die in demselben Abstand wie die Farbdurchlässe 13 a i angeordnet sind. Die Düsenplatte 14 weist zum Farbausstoßen 42 derartige Öffnungen 14 a i auf, die im gleichen Abstand von 5 mm angeordnet sind, so daß ein Ausstoßkopf über die Breite von (42 × 5 mm=210 mm) aufzeichnen kann. Außer diesen Löchern 14 a i weist die Düsenplatte noch ein zusätzliches Loch an einer Stelle außerhalb der Aufzeichnungsfläche auf, um in derselben Weise wie aus den anderen Löchern Farbtröpfchen auszustoßen.
Eine Ladeelektrodenplatte 20 ist vor der Düsenplatte 14 im Hinblick auf die beabsichtigte Richtung eines Farbausstoß aus der Düsenplatte angeordnet. Vor der Elektrodenplatte 20 ist über eine dazwischenliegende Abschirmplatte 30 eine die Ladung feststellende Elektrodenplatte 40 angeordnet. Eine Ablenkelektrodeneinheit 60 ist über eine zweite Ablenkplatte 50 vor der Elektrodenplatte 40 angeordnet. Ein Auffänger 70 ist vor der Elektrodeneinheit 60 angeordnet. Die Elektrodenplatten 20 und 40 und die Abschirmplatten 30 und 50 weisen ausgerichtete, die Form eines umgekehrten U aufweisende Ausnehmungen auf, deren Anzahl gleich der der Löcher 14 a der Düsenplatte 14 ist. Die Elektrodenplatten 20 und 40 haben an den Innenflächen ihrer in Form eines umgekehrten U ausgebildeten Ausnehmungen jeweils gedruckte Elektroden 20 a i und 40 a i . Jede dieser Elektroden 20 a i und 40 a i verläuft einzeln entlang der Fläche der Elektrode 20 a i oder 40 a i . Die Ablenkelektrodeneinheit 60 weist eine Anzahl Ablenkelektrodenplatten 60 a l auf, auf deren Vorder- und Rückseiten durch Aufdampfen jeweils Ablenkelektroden aufgebracht sind. Die Ablenkelektroden auf jeder Elektrodenplatte 60 a l sind einzeln mit Leitungsdrähten 61 bzw. 62 verbunden.
Der Auffänger 70 weist an in bestimmten Abständen vorgesehenen Stellen aufrechte Einfang- oder Fangteile 70 a l auf, welche Farbtröpfchen, die von den Löchern 14 a i der Düsenplatte 14 ausgestoßen und nicht geladen (bzw. auf einen zur Aufzeichnung nicht ausreichenden Pegel geladen) sind, erreichen, wie durch strichpunktierte Linien in Fig. 1a dargestellt ist. Obwohl die Fangteile 70 a l in der dargestellten Ausführungsform in einem Verhältnis von eins zu eins bezüglich der Lage der Löcher 14 a i der Düsenplatte angeordnet sind, über die Aufzeichnungströpfchen ausgestoßen werden, ist eine Elektrodeneinheit 80 zum Feststellen der Ablenklage in einem Bereich angeordnet, welchen Farbtröpfchen aus einem zur Überwachung vorgesehenen Farbausstoßöffnung 14 a m der Düsenplatte 14 (außerhalb der Fläche des Aufzeichnungsblattes) erreichen. An die Ladeelektroden 20 a i wird entsprechend den Bildsignalen eine treppenförmige Spannung angelegt, welche 40 stufenförmige oder inkrementell veränderliche Pegel aufweisen kann. Wenn eine Abtastzeile beispielsweise auf ein Aufzeichnungsblatt aufzuzeichnen oder zu drucken ist, werden die Farbtröpfchen, die von den einzelnen Löchern der Düsenplatte ausgestoßen werden, der angelegten Spannung entsprechend auf den ersten bis 40sten Pegel aufgeladen. Diese geladenen Farbtröpfchen werden dann durch von einer Hochspannungsquelle 230 erzeugte, elektrische Felder an den Ablenkelektroden 60 abgelenkt und treffen entsprechend der ersten bis 40sten Ablenkbahn und entsprechend den Abständen zwischen den Fangteilen 70 a l auf das Aufzeichnungsblatt auf. Eine Farbstrahlöffnung 14 a i wird benutzt, um 40 Punkte entlang der Anordnung der Fangteile 70 a l zu drucken. (Diese Richtung wird nachstehend als eine horizontale Abtastung oder die Richtung X-X bezeichnet.) Ein in der Zeichnung mit PR bezeichnetes Aufzeichnungsblatt wird kontinuierlich oder intermittierend in einer Richtung Y-Y bewegt, welche senkrecht zu der Richtung X-X verläuft. Da das Anlegen der Ladespannung entsprechend Bildsignalen gesteuert wird, und da das Aufzeichnungsblatt PR in der beschriebenen Weise zugeführt wird, werden Daten auf dem Aufzeichnungsblatt PR in Form von Punkten sowohl in der Richtung X-X als auch Y-Y aufgezeichnet.
Ein Druckspeicher 100 versorgt den Kopf 10 über ein elektromagnetisches Ventil 90 mit unter Druck gesetzter Farbe und wird seinerseits über ein Filter 120 mit unter Druck gesetzter Farbe von einem Farbbehälter 130 aus versorgt. Die von dem Auffänger aufgefangene Farbe wird zu dem Behälter 130 zurückgeleitet. Der Fluiddurchlaß zwischen dem Druckspeicher 100 und dem Ventil 90 weist ein Teil 140 auf, welches eine Fluidkammer festlegt und eine dicht eingesetzte Halbleiter-Dehnungsmeßeinrichtung 140 a trägt. Das Ventil 90 weist einen mit dem Teil 140 verbundenen ersten Eingang oder Einlaß, einen mit dem Teil 11 verbundenen zweiten Eingang oder Auslaß und einen dritten Eingang auf, der mit dem Inneren des Farbbehälters 130 verbunden ist.
Das Ventil 90 weist einen (nicht dargestellten) Plungerkolben auf, welcher zurückgeht, wenn die Ventilwicklung erregt wird, um so eine Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen herzustellen, während die dritte Öffnung gesperrt wird. Wenn die Wicklung abgeschaltet wird, wird der Plungerkolben des Ventils 90 durch die Wirkung einer Schraubenfeder in eine Stellung gebracht, in welcher es die Einlaßöffnung schließt und mit der dritten Öffnung in Verbindung steht. Eine Pumpe 110 weist eine einzige (nicht dargestellte) elektrische Wicklung, einen Plungerkolben in Form eines polarisierten Dauermagneten, eine Membran und ein durch eine Feder vorgespanntes Kugelventil auf. Durch die elektrische Wicklung wird abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen Strom geschickt, so daß der Plungerkolben entsprechend angesteuert hin- und herbewegt wird, so daß abwechselnd Farbe angesaugt und ausgestoßen wird.
Die von der Pumpe abgegebene Farbmenge hängt von der Schaltfrequenz des angelegten Stroms sowie von der Größe des Stroms ab.
Die Elektrodeneinheit 80 weist ein Paar Ladungsfühlelektroden 80 b und 80 c auf, die auf einer Seite eine Öffnung festlegen, die breit genug ist, um alle Farbtröpfchen von der zur Überwachung vorgesehenen Ausstoßöffnung (unabhängig davon) einzufangen, wie groß die Ablenkung ist, und am anderen Ende einen Schlitz festlegen, durch den nur die Tröpfchen, die eine ganz bestimmte Bahn durchlaufen haben, hindurchkommen. Diese Bahn ist in der Ausführungsform eine Bezugsbahn von Farbtröpfchen, welche entsprechend den 40 Ladeschritten auf den höchsten oder 40sten Ladepegel geladen worden sind. Die Elektrodeneinheit 80 weist auch eine dritte Ladungsfühlelektrode 80 a auf, auf welche Farbtröpfchen, die durch den Schlitz zwischen den Elektroden 80 b und 80 c hindurchgekommen sind, auftreffen. Diese drei Elektroden 80 a bis 80 c werden als Einheit durch ein Tragteil 80 d gehalten und sind elektrisch voneinander isoliert.
Anhand von Fig. 1b wird nunmehr ein Fluidsteuerabschnitt, um eine Fluid- und Drucksteuerung ein- und auszuschalten, und ein Drucksteuerabschnitt zum Suchen von Ladephasen und einer Ablenksteuerung beschrieben. Ein Fluidsteuerabschnitt weist eine Ventiltreiberstufe (einen Verstärker) 150, eine Druckeinstellschaltung 160 und eine Pumpenantriebs- und Steuerschaltung 170 auf. Wenn die zentrale Steuereinheit an die Ventiltreiberstufe 150 einen Befehl "Ventil öffnen" (um die Einlaß- und Auslaßöffnungen des Ventils miteinander in Verbindung zu bringen und um die Wicklung zu erregen) als ihren Ausgangspegel "1" abgibt, wird der Wicklung des Ventils 90 ein Strom vorbestimmter Größe zugeführt, um das Ventil zu öffnen. Die Druckeinstellschaltung 160 weist einen üblichen Kodeeinsteller 160 a, einen Vor-Rückwärtszähler 160 b und einen Digital-Analog- Umsetzer 160 c auf. Der normale Kodeumsetzer 160, welcher eine festgelegte oder halbfestgelegte Ausführungsform ist, wird mit einem dem normalen Farbdruck entsprechenden Kode geladen.
Wenn ein Zählimpuls an dem Vor-Rückwärtszähler 160 b eintrifft, an welchen ein Vorwärtszählbefehl "1" oder ein Rückwärtszählbefehl "0" angelegt worden ist, gibt der Zähler 160 b einen Kode ab, der eine Zahl anzeigt, die durch Addieren von "1" (eins) zu dem Ausgangskode des normalen Kodeeinstellers 60 a erhalten wird. Der Zähler 60 b hält den Kode, wenn ihn kein Zählimpuls erreicht. Der Ausgangskode des Zähler 160 b wird von dem Digital-Analog-Umsetzer 160 c in ein analoges Signal verarbeitet und wird dann zu der Pumpenantriebs- und Steuerschaltung 170 durchgelassen.
Außer diesem analogen Signal von dem Umsetzer 160 c, das den eingestellten Druck anzeigt, wird der Pumpenantriebs- und Steuerschaltung 170 ein analoges Signal von dem Halbleiter- Dehnungsmesser 140 a zugeführt. Dieser analoge Ausgang des Dehnungsmessers 140 a ist hoch oder niedrig, wenn der Farbdruck hoch bzw. niedrig ist. In der Schaltung 170 wird die Spannung an dem Dehnungsmesser 140 a durch einen Operationsverstärker OPA₁ invertiert und verstärkt, während das analoge Signal des Digital-Analog-Umsetzers 160 c durch einen weiteren Operationsverstärker OPA₂ invertiert und verstärkt wird. Die Ausgänge der Operationsverstärker OPA₁ und OPA₂ werden zusammen an einen Differenzverstärker DAM angekoppelt. Wenn der Operationsverstärker OPA₁ eine Ausgangsspannung V₁ erzeugt (die umgekehrt proportional zu dem Farbdruck ist), wobei V₁≧0 ist und wenn der Operationsverstärker OPA₂ eine Ausgangsspannung V₂ erzeugt (die umgekehrt proportional zu dem eingestellten Druck ist), wobei V₂≧0 ist, gibt der Differenzverstärker DAM eine Ausgangsspannung V₃ ab, wobei V₃=K (V₁-V₂) ist. Infolgedessen wird die Ausgangsspannung V₃ des Differenzverstärkers DAM niedriger, wenn der tatsächliche Farbdruck ansteigt, und wenn der bestimmte Druckpegel abfällt, während sie höher wird, wenn der tatsächliche Farbdruck abfällt und der bestimmte Druckpegel ansteigt. Nur bei einem bestimmten, vorher festgelegten Pegel der Spannung V₃ wird ein Schalter SW, beispielsweise in Form eines Relais oder eines Halbleiter-Schaltelements geschlossen, um an den invertierenden Eingang eines dritten Operationsverstärkers OPA₃ eine sinusförmige Welle von 50 Hz anzulegen, welche ein Pumpenansteuersignal darstellt. Die von dem Operationsverstärker anliegende Spannung V₂ soll konstant sein. Die Ausgangsspannung V₃ des Differenzverstärkers DAM ist proportional der Ausgangsspannung V₁ des Operationsverstärkers OPA₁ und folglich umgekehrt proportional zu dem Farbdruck.
Der Schalter SW schließt, wenn der Farbdruck niedriger ist als ein vorbestimmter Pegel, und öffnet, wenn er über den vorbestimmten Pegel ansteigt; die Pumpe 110 wird nur angetrieben, wenn der Schalter SW offen ist. Auf diese Weise wird der Farbdruck auf einem vorbestimmten konstanten Pegel gesteuert. Das den Farbdruck bezeichnende Signal V₂ wird an den Differenzverstärker DAM als ein Bezugssignal für die vorerwähnte Konstantspannungssteuerung angelegt und verschiebt sich umgekehrt proportional zu dem festgesetzten Druckpegel. Folglich wird der Farbdruck auf einen ersten konstanten Druck P₀ entsprechend einem vorgegebenen Druckpegel V₀, auf einen zweiten konstanten Druck P h (<P₀) entsprechend einem festgesetzten Druckpegel V h , der höher als der Pegel V₀ ist, und auf einen dritten konstanten Druck P₁ (<P₀) entsprechend einem festgesetzten Druckpegel V₁ gesteuert, der niedriger als der Pegel V₀ ist. Solange der Schalter SW geschlossen ist, werden Transistoren Tr₁ und Tr₁ synchron mit den positiven und negativen Halbwellen der 50-Hz-Sinuswelle angeschaltet, wodurch die Wicklung der Pumpe 110 abwechselnd und wiederholt in entgegengesetzten Richtungen erregt wird. Das heißt, nur wenn der Schalter SW geschlossen ist, wird die Pumpe 110 angeschaltet. Bei einem anderen Verfahren zur Farbdrucksteuerung kann die Pumpe 110 eine Erregungsfrequenz, eine Impulsdauer und/oder einen Strompegel haben, der entsprechend dem Ausgangspegel des Differenzverstärkers DAM gesteuert wird.
Ein Ansteuerspannungsgenerator dient zum Ansteuern der elektrostriktiven Vibratoren 12 a i . Die zentrale Steuereinheit 240 versorgt den Generator 180 mit Taktimpulsen CK₁. Die Taktimpulse CK₁ am Eingang des Generators 180 werden auf 1/4 in der Frequenz geteilt und er erzeugt eine sinusförmige Welle, deren Periode zwei geteilten Impulsen entspricht. Die sinusförmige Welle wird in dem Generator 80 verstärkt und an die elektrostriktiven Schwingungserzeuger 12 a i angekoppelt. Ein Farbtröpfchen bildet sich aus der Farbsäule für jede Periode der sinusförmigen Welle. Das heißt, ein Farbtröpfchen erscheint bei jeweils 8 Taktimpulsen.
Eine Phaseneinstellschaltung 190 des Drucksteuerabschnitts weist einen Zähler 190 a auf, an welchen Taktimpulse CK₁ angelegt werden. Der Zähler 190 a ist ein Ringzähler, welcher die Taktimpulse CK₁ bis "8" aufwärtszählt und "9" als "0" zählt. Wenn nacheinander Taktimpulse CK₁ eintreffen, zählt der Zähler 190 a sie als "0", "1", "2", . . . "8", "0", "1", "2", . . . "8", "0", "1", "2", . . .; der Ausgangskode dieses Zählers 190 a wird an einen Dekodierer 190 b angelegt. Folglich wird jedesmal dann, wenn ein Taktimpuls CK₁ beim Zähler 190 a eintrifft, der Dekodierer 190 b an seinen Ausgängen (0 bis 7) auf einen hohen Pegel oder Ausgang "1" verschoben. Folglich werden an den einzelnen Ausgängen (0 bis 7) des Dekodierers 190 b Phasensuchimpulse erzeugt, welche entsprechend der Periode T₁ der Taktimpulse CK₁ zueinander eine Phasendifferenz aufweisen und eine Periodendauer T₁ haben, welche 1/8 der Dauer T₈ einer Farbtröpfchenerzeugung ist. Diese acht Gruppen von Phasensuchimpulsen werden an einzelne UND-Glieder (0 bis 7) einer ersten UND-Glied-Gruppe AG₁ bzw. auch an paarweise vorgesehene ODER-Glieder (0 bis 7) einer ODER-Glied-Gruppe OG₁ angelegt. Die Ausgänge der ODER-Glieder der ODER-Glied-Gruppe OG₁ werden an UND-Glieder (0 bis 7) einer zweiten UND-Glied-Gruppe AG₂ angelegt.
Während eines Phasensuchvorgangs sind alle UND-Glieder der zweiten Gruppe AG₁ geschlossen, und ein ausgewähltes UND- Glied der ersten Gruppe AG₁ ist offen, wodurch ein ganz bestimmter der Phasensuchimpulse oder Ausgänge (0 bis 7) des Dekodierers 190 b über ein Ausgangs-ODER-Glied OR₁ zu einem Überwachungs-Ladesignalgenerator 200 durchgelassen wird, welcher nachstehend noch beschrieben wird. Welches der UND- Glieder der ersten Gruppe AG₁ zu öffnen ist, hängt von dem Ausgang eines zweiten Dekodierers 190 c ab, welchem Zählkodes eines zweiten Zählers 190 d zugeführt werden. Das Löschen und Vorwärtszählen des zweiten Zählers 190 d wird durch die zentrale Steuereinrichtung oder -einheit 240 gesteuert. Bei einem Phasensuchvorgang löscht die zentrale Steuereinheit 240 zuerst den Zähler 190 d, so daß der Signalpegel am Ausgang (0) des Dekodierers 190 c hoch oder "1" wird. Hierdurch wird dann das UND-Glied (0) der ersten Gruppe AG₁ geöffnet, um einen Phasensuchimpuls, der am Ausgang (0) des Dekodierers 190 b anliegt, an den Ladesignalgenerator 200 abzugeben. Für die Dauer dieses Phasensuchimpulses legt der Ladesignalgenerator 200 eine Ladespannung an eine Überwachungs-Ladeelektrode 20 a m an. Unter Beachtung des Ausgangs eines Ladedetektors 210, welcher mit einer eine Ladung feststellenden Elektrode 40 a m verbunden ist, versorgt die zentrale Steuereinheit 240 den Zähler 190 d mit einem Impuls, wenn der Ausgangspegel des Ladedetektors 210 in einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Löschen des Zählers 190 d nicht "1" geworden ist, was "geladen" anzeigt. Dann wird der Signalpegel an dem nächsten Ausgang (1) des Dekodierers 190 c "1", wodurch das UND-Glied (0) der ersten Gruppe AG₁ geschlossen und das UND-Glied (1) geöffnet wird, um die zweite Gruppe Phasensuch- oder Ausgangsimpulse am Anschluß (1) des Dekodierers 190 b zu dem Ladesignalgenerator 200 über das ODER-Glied OR₁ durchzulassen. Hieraus ist zu ersehen, daß die auf diese Weise an den Ladesignalgenerator 200 angekoppelten Impulse eine Phasenverzögerung von T₁ bezüglich der vorherigen Gruppe von Phasensuchimpulsen haben.
Die zentrale Steuereinheit 240 kontrolliert den Ausgangspegel des Ladedetektors 210 und hält mit dem Zuführen von Impulsen an den Zähler 190 d an, bis der Ausgangspegel "1" wird, worauf dann der Zähler 190 d vorwärtszählt. Wenn ein Ausgang "1", wodurch "geladen" angezeigt wird, von dem Ladedetektor an die zentrale Steuereinheit 240 abgegeben wird, gibt diese keine weiteren Impulse an den Zähler 190 d ab, da eine optimale Ladephase festgestellt worden ist. Die zentrale Steuereinheit 240 versorgt dann alle UND-Glieder (0 bis 7) der zweiten Gruppe AG₂ mit "1"-Signalen. Wenn der Zählerstand am Zähler 190 d zu diesem Zeitpunkt "3" ist, ist der Signalpegel am Ausgang (2) des Dekodierers 190 c "1", wodurch das UND-Glied (2) der ersten Gruppe AG₁ und das UND-Glied (2) der zweiten Gruppe AG₂ geöffnet werden. Eine dritte Gruppe von Phasensuchimpulsen wird folglich von dem UND-Glied (2) der Gruppe OG₁ an das ODER- Glied OR₁ angelegt, während ein Ausgang des ODER-Glieds (2) der Gruppe OG₁, welcher die Verknüpfung von Phasensuchimpulsen der zweiten und vierten Gruppe ist, an das ODER-Glied OR₁ angekoppelt wird. Oder anders ausgedrückt, wenn es die dritte Gruppe von Phasensuchimpulsen ist, die der optimalen Ladephase entspricht, gibt das ODER-Glied OR₁ an den Ladesignalgenerator 200 einen Druckimpuls ab, welcher die (logische) Summe eines Impulses der dritten Gruppe und solchen der zweiten und vierten Gruppe an entgegengesetzten Enden der dritten Gruppe ist, oder gibt einen Impuls ab, der den Suchphasen-Einstellimpuls in seiner Mitte aufweist und eine Dauer von 3T₁ hat, was dreimal so lang wie die Dauer des Impulses ist. Die Dauer von Phasensuchimpulsen kurz und die von Druck(lade)impulsen lang zu machen, funktioniert, um eine Ladephase genau während eines Phasensuchens festzustellen und ein positives Laden zum Drucken sicherzustellen. In Fig. 1b ist der mechanische Aufbau mit der zur Überwachung vorgesehenen Farbausstoßöffnung 14 a m in der Mitte und mit der Überwachungs-Ladeelektrode 20 a m davor in einer Schnittansicht dargestellt.
Wie bereits beschrieben, wird an die Ladeelektrode 20 a m eine Ladespannung von dem Ladesignalgenerator 200 angelegt, solange am Ausgang ein Druckimpuls (Pegel "1") der Phaseneinstellschaltung 190 dauert. Der Ladesignalgenerator 200 weist einen üblichen Kodeeinsteller 200 a, der mit einem normalen Ladespannungskode des maximalen Ablenkpegels (des niedrigsten Werts der Ablenkspannung des maximalen Ladepegels), einen Vor-Rückwärtszähler 200 b, elf UND-Glieder (0 bis 10), welche eine dritte UND-Glied-Gruppe AG₃ bilden, einen Digital-Analog-Umsetzer 200 c und einen Spannungsverstärker 200 d auf. Das Auf- und Abwärtszählen des Zählers 200 b wird von der zentralen Steuereinheit 240 gesteuert. Alle UND-Glieder der dritten Gruppe AG₃ bleiben offen, während ein Druck(lade)impuls anliegt.
Wie bereits ausgeführt, weist die Elektrodeneinheit 80 zwei verknüpfte Elektroden 80 b und 80 c und die Elektrode 80 a auf. Die Stellung der Elektroden 80 b und 80 c ist so gewählt, daß der Spalt dazwischen bezüglich einer Bahn ausgerichtet ist, welcher Farbtröpfchen, die durch die Überwachungselektrode 20 a m geladen worden sind, an welche eine Bezugsladespannung angelegt ist, folgen müssen. Farbtröpfchen, die durch den Spalt hindurchgekommen sind, treffen auf die Elektrode 80 a auf, welche entsprechend angeordnet ist. Ablenkdetektoren 220 a bis 220 c sind mit den Elektroden 80 a bis 80 c verbunden.
Der Ablenkdetektor 220 a ist aus einem integrierenden MOS FET (Metalloxidsilizium-Feldeffekttransistor) FET₁, einem Kondensator C, einem Operationsverstärker OPA₄, einem Vergleicher COM₁, einem Reedrelais LR und einer Relaistreiberstufe (Verstärker) LD gebildet. Wenn die Relaistreiberstufe LD des Detektors 220 a für einen Augenblick erregt wird, wird das Relais LR vorübergehend geschlossen, wodurch der Kondensator C entladen wird oder seine Ladung abgibt (Rücksetzen). Wenn danach geladene Farbtröpfchen auf die Elektrode 80 a auftreffen, wird der Kondensator C beim Auftreffen jedes Farbtröpfchen etwas mehr geladen, und diese Ladespannung wird durch den FET FET₁ in eine Spannung umgesetzt und an einen Operationsverstärker OPA₄ angelegt. Der Verstärker OPA₄ verstärkt dann die Ausgangsspannung, und sein Ausgang liegt dann an dem Vergleicher COM₁ an. Eine Bezugsspannung V REF , die auch an den Vergleicher COM₁ angelegt wird, ist in dieser Ausführungsform auf einen Wert eingestellt, der niedriger als eine Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OPA₄ ist, welche anliegt, nachdem 256 Farbtröpfchen, die eine normale Ladung tragen, auf die Elektrode 30 a auftreffen. Folglich können durch Überprüfen des Ausgangspegels der Schaltung 220 a bei Anliegen von 256 Farbtröpfchen nach dem vorübergehenden Schließen des Relais LR die Farbtröpfchen festgestellt werden, die auf der festgelegten Ablenkbahn fliegen, wenn der Ausgangspegel "1" ist, was "Ladung festgestellt" anzeigt. Die anderen Ablenkdetektoren 220 b und 220 c sind in der gleichen Weise wie der Ablenkdetektor 220 a ausgelegt.
Farbtröpfchen, die auf einer Bahn mit geringer Ablenkung fliegen, würden auf die Elektrode 80 b auftreffen, während die Tröpfchen, die auf einer Bahn mit einer übergroßen Ablenkung fliegen, auf die Elektrode 80 c auftreffen würden. Folglich können abgelenkte (Auftreff-)Stellen von Farbtröpfchen durch Überprüfen der Ausgänge der Ablenkdetektoren 220 a bis 220 c nach einem Schließen der Relais LR der jeweiligen Ablenkdetektoren für einen Augenblick im Anschluß an den vorerwähnten Phasensuchvorgang und wenn die Anzahl der vorwärtsgezählten Taktimpulse CK₁ beispielsweise 256 × 8=2048 erreicht hat, d. h. wenn dann 256 Farbtröpfchen erschienen sind, festgestellt werden. Wenn der Ausgang des Detektors 220 a "1" ist, ist die Ablenkung angemessen; wenn der Ausgang des Detektors 220 b "1" ist, ist die Ablenkung zu kurz, und wenn der Ausgang des Detektors 220 c "1" ist, dann ist die Ablenkung zu groß. Bei einem Ausgang "1" am Detektor 220 b konditioniert die zentrale Steuereinheit 240 den Zähler 200 b des Ladesignalgenerators für Vorwärtszählen und führt ihm einen Impuls zu. Bei einem Ausgang "1" am Detektor 220 c konditioniert die zentrale Steuereinheit 240 den Zähler 200 b für ein Abwärtszählen und legt an ihn einen Impuls an. Die zentrale Steuereinheit 240 schließt dann vorübergehend die Relais LR und setzt die Detektoren 220 a bis 220 c zurück, um wieder mit dem Zählen von Taktimpulsen CK₁ zu beginnen. Beim Vorwärtszählen einer bestimmten Anzahl von Taktimpulsen CK₁ überprüft die zentrale Steuereinheit 240 wieder die Ausgangspegel der Detektoren 220 a bis 220 c. Danach bewirkt die zentrale Steuereinheit 240 wiederholt, daß der Zähler 200 b aufwärts- oder abwärtszählt, bis der Detektor 220 a einen Ausgang "1" erzeugt, und stellt auf diese Weise den Ladespannungspegel ein. Der Zählkode- Ausgang des Zählers 200 b, der anliegt, wenn der Ausgang des Detektors 220 a "1" geworden ist, zeigt eine Ladespannung an, die notwendig ist, um Farbtröpfchen zu einer vorbestimmten maximal abgelenkten Stelle, d. h. zu der 40sten Stufe der Ladespannung zu leiten.
Wie bereits beschrieben ist, legt die zentrale Steuereinheit 240 aufgrund des Ladespannungskodes die ersten bis 40sten Stufen von Ladespannungen fest und gibt sie nacheinander von der ersten bis zur 40sten Stufe in der Periode T₀=8T₁ zeitlich gesteuert zusammen mit der Erzeugung von Farbtröpfchen ab. Beim Anlegen des 40sten Ladespannungskodes wiederholt die zentrale Steuereinheit 240 das Abgeben derselben Reihe von Ladespannungskodes, die mit dem ersten Schritt beginnen. Die Ladespannungskodes werden dann durch einen Digital-Analog-Umsetzer 250 in analoge Signale umgesetzt und gelangen dann zu einzelnen Druck-Ladesignalgeneratoren 200 a i , die mit den einzelnen Ladeelektroden 20 a i verbunden sind, welche den Druck- Farbausstoßöffnungen 14 a i der Düsenplatte 14 innerhalb deren Aufzeichnungsbreite zugeordnet sind.
Jeder der Druck-Ladesignalgeneratoren 200 a i weist den in Fig. 1c wiedergegebenen Aufbau auf. Die Anzahl der Generatoren 200 a i in der Einrichtung ist dieselbe wie die der Ladeelektroden 20 a i zum Drucken. An die Generatoren 200 a i werden gemeinsam analoge Ausgangssignale von dem Digital-Analog-Umsetzer 250 angelegt. In dem in Fig. 1c dargestellten Ladesignalgenerator wird ein Ausgang des Umsetzers 250 an einen mit FET₂ bezeichneten MOS- FET angekoppelt. Dieser FET₂ erhält einen Ausgang eines UND- Glieds AN₁ an seiner Steuerelektrode, und sein Ausgang liegt an einem Spannungsverstärker 200 d a an, dessen Ausgang wiederum an eine Ladeelektrode 200 a i angelegt wird. An zwei Eingänge des UND-Gliedes AN₁ werden ein Druck-Ladeimpuls S ct , welcher ein Ausgang des Phaseneinstellers 190 ist, und ein Bildsignal angelegt, (das einen Pegel "1" hat, der ein Aufzeichnen anzeigt, und einen Pegel "0" hat, was "nicht aufzeichnen" anzeigt). Nur wenn der Bildsignalpegel "1" ist, wird ein Druck- Ladeimpuls S ct an den Spannungsverstärker 200 d a angelegt, welcher dann eine Ladespannung an die Elektrode 20 a i angelegt. Wenn die zentrale Steuereinheit 240 die Ladespannungsgeneratoren 200 a i zum Drucken mit Ladespannungskodes S cc zu versorgen hat, kann jeder der Generatoren 200 a i ′ mit UND-Gliedern einer dritten UND-Glied-Gruppe AG 3a und einem Digital-Analog-Umsetzer 200 ca in derselben Weise wie der Überwachungs-Ladespannungs- Generator 200 versehen werden, wie in Fig. 1d dargestellt ist.
Zum Einstellen und Festsetzen einer Ablenkung vergleicht, wie beschrieben, die zentrale Steuereinheit 240 einen Zählkodeausgang des Zählers 200 d mit einem oberen und einem unteren Grenzwert, die einen bestimmten Bereich dazwischen festlegen, bevor der Zähler vorwärts- oder rückwärtszählt. Wenn der Zählstand an dem Zähler 200 b gleich dem oberen oder unteren Grenzwert ist, setzt die zentrale Steuereinheit 240 den Zähler 200 b zurück und lädt ihn mit einem normalen Kode, während der Zähler 160 b der Druckeinstellschaltung 160 auf Rückwärtszählen gebracht wird und einen Impuls ankoppelt, um so den Bezugsdruck zu ändern. Nach einem Zeitabschnitt, der lang genug ist, um den tatsächlichen Farbdruck zu ändern, wird das beschriebene Phasensuchen und dann das Feststellen und Einstellen der Ablenkung durchgeführt.
Die zentrale Steuereinheit 240 weist eine Zentraleinheit oder einen Prozessor CPU, welcher durch einen Mikroprozessor gebildet sein kann, einen Halbleiter-Festwert- oder ROM-Speicher, einen Halbleiter-Random-Speicher RAM und einen Mikrocomputer auf einem oder mehreren Chips mit (nicht dargestellten) E/A- Einheiten auf. Der Festwertspeicher ROM speichert Programmdaten zum Durchführen der vorerwähnten verschiedenen Steuerungen, konstante Daten, welche sich auf derartige Programme beziehen, und andere zusätzliche Programme und konstante Daten. Die zentrale Steuereinheit 240 steuert den Druckvorgang zusammen mit einer (nicht dargestellten) bildsignalverarbeitenden Steuereinheit auf der bildsignalliefernden Seite der Einrichtung.
Nunmehr wird anhand der in Fig. 2a bis 2f dargestellten Ablaufdiagramme ein Teil der Arbeitsweise der zentralen Steuereinheit 240 beschrieben, welche unmittelbar die Durchführung der Erfindung betrifft. Der Random-Speicher RAM der zentralen Steuereinheit 240 weist vorbestimmte Bereiche für eine vorübergehende Speicherung auf. Diese speziellen Bereiche werden der Einfachheit halber als Register bezeichnet, und bezüglich der Ablaufdiagramme speichern sie in den Tabellen 1 und 2 dargestellte Inhalte. Ferner speichert der Festwertspeicher der zentralen Steuereinheit 240 Schrittausgleichskoeffizienten B i des ersten bis 40sten Ablenkschritts. Bereiche, in denen derartige Daten gespeichert sind, werden als Schrittausgleichsspeicher 9-48 bezeichnet und sind in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 1
Tabelle 2
SpeicherbereichGespeicherte Daten
Schrittausgleichspeicher 9Schrittausgleichskoeffizient B9 Schrittausgleichspeicher 10Schrittausgleichskoeffizient B10 Schrittausgleichspeicher 11Schrittausgleichskoeffizient B11 Schrittausgleichspeicher .Schrittausgleichskoeffizient . Schrittausgleichspeicher .Schrittausgleichskoeffizient . Schrittausgleichspeicher .Schrittausgleichskoeffizient . Schrittausgleichspeicher .Schrittausgleichskoeffizient . Schrittausgleichspeicher 48Schrittausgleichskoeffizient B48
Wenn eine Stelle, welche gerade geflogene Farbtröpfchen erreichen, als Stelle mit einer Nullablenkung genommen wird, lassen sich in einem Bereich, der zwischen einer Stelle, die um 1 mm von der Stelle mit einer Nullablenkung entfernt liegt, und einer Stelle, die 6 mm von der gleichen Stelle mit Nullablenkung entfernt ist, festgelegt ist, 40 Punkte (8 Punkte/mm) unterbringen.
Anhand von Fig. 2a wird nunmehr die Arbeitsweise der zentralen Steuereinheit 240 beschrieben. Wenn Energie von der zugeordneten Energiequelle an die zentrale Steuereinheit 240 angelegt wird, schaltet diese Energiequellen für verschiedene Einheiten und Schaltungen, welche zu steuern sind (Fig. 1b und 1c) in einer vorbestimmten Folge an. Die zentrale Steuereinheit 240 setzt den Zähler 160 b der Druckeinstellschaltung 160 zurück und lädt sie mit einem Normalkode. Durch die Pumpenantriebseinheit 170 wird die Pumpe zum Ausbilden eines normalen Farbdrucks angeschaltet. Nach dem Einstellen eines Sollfarbdrucks auf den Normalpegel beginnt die Steuereinheit 240 die Taktimpulse CK₁ vorwärtszuzählen. Dies wird entsprechend einem Zählprogramm durchgeführt, nach welchem die Steuereinheit "1" zu dem Inhalt des Taktgeber 1-Registers jedesmal dann addiert, wenn ein Taktimpuls CK₁ eintrifft, und die Summe wird dann von neuem in dem Taktgeber 1-Register gespeichert. Während dieses Vorgangs hält die zentrale Steuereinheit 140 das Überprüfen des Ausgangsdruckes des Halbleiter-Dehnungsmessers 140 a an. Wenn dieser Druck über den Bezugspegel 1 hinausgeht, schaltet die zentrale Steuereinheit 240 das Ventil 90 an, um dadurch eine Verbindung zwischen dem Druckspeicher 100 und dem Farbstrahlkopf 10 zu schaffen. Wenn der Farbdruck unter dem Bezugswert 1 bleibt, nachdem das Taktgeber 1-Register den Bezugswert erreicht hat, oder bei einer Bedingung "Zeit vorüber", schaltet die zentrale Steuereinheit 240 die Energiequellen für die Pumpenantriebs- und Steuerschaltungen und für Druckvorgänge ab, während sie eine Fehler-Anzeigelampe und einen Summer in ihren erregten Zuständen verriegelt. Gleichzeitig beginnt die zentrale Steuereinheit 240 "1" synchron mit den Taktimpulsen CK₁ in dem Taktgeber 2-Register zu addieren, und speichert anschließend die Summe von neuem (Taktgeber 2 an). Wenn das Taktgeber 2-Register einen vorbestimmten Zählerstand überschreitet, was "Zeit vorüber" bedeutet, wird der Summer abgeschaltet, aber die Lampe bleibt angeschaltet.
Wie bereits ausgeführt, steigt dann der Farbdruck über den Bezugswert 1 an, das Ventil 90 wird geöffnet, und es wird Farbe von dem Kopf 10 ausgestoßen, was einen vorübergehenden Abfall des Farbdruckes zur Folge hat. Die zentrale Steuereinheit 240 wartet dann, bis der Farbdruck einen zweiten Bezugspegel 2 überschreitet, und führt dann ein Phasensuchen durch, auf welches ein Einstellen des Ablenkwertes folgt. Nach der Einstellung des Ablenkwertes informiert die zentrale Steuereinheit 240 die Bildsignale liefernde Seite des Vorbereitungsendes für eine Aufzeichnung und fordert das Zuführen von Bildsignalen an. Die zentrale Recheneinheit 240 führt auf diese Weise die Vorgänge zum Wiederherstellen von Bildern auf dem Zeichnungsblatt durch. Während des Druckens führt die zentrale Steuereinheit 240 ein Phasensuchen und ein Einstellen des Ablenkwertes entsprechend der Phasensuchbefehle und der Ablenkungseinstellbefehle durch, welche von der Bildsignale liefernden Seite angelegt werden. Nach Beendigung des Druckvorgangs entregt die zentrale Steuereinheit 240 entsprechend einem Endbefehl von der Bildsignale liefernden Seite zuerst das Ventil 90 und schaltet dann die der Pumpenantriebs- und Steuerschaltung zugeordnete Energiequelle und hierauf die Energiequellen für die anderen Einheiten und Schaltungen ab (Fig. 1a bis 1c). Die Steuereinheit 240 zugeordnete Energiequelle wird durch die Bildsignale liefernde Seite an- und abgeschaltet.
Anhand von Fig. 2b bis 2f werden nunmehr im einzelnen die Operationen der zentralen Steuereinheiten 240 zum Suchen einer Phase, zum Einstellen des Ablenkwertes und zum Einstellen einer Ladespannung während eines Druckvorgangs beschrieben. Im Hinblick auf den Phasensuchvorgang schließt die zentrale Steuereinheit 240 zuerst alle UND-Glieder (0 bis 7) der zweiten Gruppe AG₂ in dem Phaseneinsteller 190 (Rücksetzen der Ausgangsverriegelung der Steuereinheit 240) und löscht den Zähler 190 d, wie in Fig. 2b dargestellt ist. In diesem Zustand bleibt nur das UND-Glied (0) der ersten Gruppe AG₁ geöffnet, so daß nur die erste Gruppe von Phasensuchimpulsen (die am Ausgang (0) des Addierers 190 b anliegen) an den Überwachungs- Ladesignalgenerator 200 angelegt werden. Die Steuereinheit 240, welche die Taktimpulse CK₁ zählt, indem das Zähler 1-Register die Anzahl der erhaltenen Taktimpulse CK₁ speichert, überprüft, ob der Ladedetektor 210 einen Ausgang "1" verriegelt, wenn der Zählerstand der Taktimpulse über eine vorbestimmte Zahl n₁, d. h. nach der Ausbildung einer vorbestimmten Zahl von Farbtröpfchen, ansteigt. Wenn nicht "1" anliegt, gibt die Steuereinheit 240 einen Impuls an den Zähler 190 d ab. In diesem Augenblick schaltet dann der Dekodierer 190 c den Ausgang "1" von dem Ausgangsanschluß (0) zu dem Ausgangsanschluß (1), worauf dann das UND-Glied (1) der ersten Gruppe AG₁ die zweite Gruppe von Phasensuchimpulsen (am Ausgangsanschluß 1 des Dekodierers 190 d) zu dem Überwachungs-Ladesignalgenerator 200 durchlassen kann. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit nimmt die Steuereinheit 240 Bezug auf den Ausgangspegel des Ladedetektors 210 und wenn dieser "0" ist, gibt sie wieder einen Impuls an den Zähler 190 d ab. Auf diese Weise werden die Phasensuchimpulse, die an den Ladesignalgenerator angelegt werden, jedesmal innerhalb der Tröpfchen-Bildungsperiode T₈=8T₁ um T i verschoben, wobei T₁ die Periode der Taktimpulse CK₁ ist. Ein Ausgangskode des Zählers 190 d, welcher anliegt, wenn der Ausgang des Ladedetektors 210 "1" ist, was "geladener" Zustand der Farbtröpfchen bedeutet, zeigt die Phasensuchimpulse an, welche die Farbtröpfchen richtig laden. Nach diesem Phasensuchvorgang öffnet die Steuereinheit 240 alle UND-Glieder (0 bis 7) der zweiten Gruppe AG₂ und verriegelt sie in diesem Zustand. Dann kann das ODER-Glied OR₁ Druck-Ladeimpulse erzeugen, die jeweils einen richtigen Ladesuchimpuls in der Mitte aufweisen und eine Dauer von 3T₁ haben, was dreimal so lange wie die Dauer T₁ des richtigen Phasensuchimpulses ist.
Zur Einstellung des Ablenkwertes arbeitet die zentrale Steuereinheit 240 so, wie anhand von Fig. 2c bis 2f beschrieben wird. Die Steuereinheit 240 setzt den Zähler 200 b zurück und lädt ihn dann mit einem normalen Kode, so daß die 40ste Stufe einer normalen Ladespannung an die Ladeelektrode 20 a m angelegt wird. Die Steuereinheit 240 schließt dann das Reedrelais LR der Ablenkdetektoren 220 a bis 220 c für einen Augenblick, um den Kondensator C zu entladen, und beginnt dann die ausgebildeten Farbtröpfchen zu zählen. Wenn der Zählstand der gezählten Farbtröpfchen über einen vorbestimmten Wert hinausgeht, überprüft die Steuereinheit 240 die Ausgänge der Ablenkdetektoren 220 a bis 220 c. Wenn der Ausgang "1" am Detektor 220 b anliegt, beurteilt die zentrale Steuereinheiten 240 die Ablenkung als gering und bewirkt, daß der Zähler 200 "1" vorwärtszählt. Vor diesem Vorgang überprüft die zentrale Steuereinheit 240 den Ausgangskode des Zählers 200 b, und wenn dieser größer ist als ein vorbestimmter Wert N ma , löscht sie den Zähler 200 b, wodurch festgelegt ist, daß die Ladespannung außerhalb des einstellbaren Bereichs ist, und dann lädt sie ihn mit einem Normalkode, um so die normale Ladespannung wiederzugewinnen. Der Zähler 160 b wird für ein Rückwärtszählen vorbereitet und ihm wird ein Einsimpuls zugeführt, wodurch der Sollfarbdruck um eine Stufe verringert wird. Dann wird das Taktgeber 3-Register angeschaltet, um mit dem Zählen der Zeit zu beginnen. Die zentrale Steuereinheit 240 führt dann einen anderen Phasensuchvorgang (Fig. 2b) in dem Augenblick durch, wenn sie die Änderung in dem Sollfarbdruck durch eine Änderung in dem Farbdruck gezeigt hat, d. h. wenn die in dem Taktgeber 3-Register gespeicherten Daten über eine vorbestimmte Zahl angestiegen sind (Zeit für Taktgeber 3 vorüber). Nach dem Phasensuchen schließt die zentrale Steuereinheit 240 die Relais LR der Detektoren 220 a bis 220 c für einen Augenblick und überprüft die Ausgangspegel der Detektoren, wenn die Anzahl der gezählten Farbtröpfchen einen vorbestimmten Wert erreicht.
Wenn die zentrale Steuereinheit 240 am Ablenkdetektor 220 c einen Ausgang "1" findet, beurteilt sie, ob der Ablenkwert übermäßig hoch ist, und legt einen Impuls an den Zähler 200 b an, welcher dann zu diesem Zeitpunkt rückwärtsgezählt wird. Vor diesem Vorgang überprüft die zentrale Steuereinheit 240 den Zählkode am Zähler 200 b, und wenn er kleiner als ein vorbestimmter Wert N mi ist, legt sie fest, daß der Ladespannungspegel außerhalb des einstellbaren Bereichs liegt. Dann löscht die zentrale Steuereinheit 240 den Zähler 200 b und lädt ihn mit einem Normalkode, um die normale Ladespannung wiederzu­ gewinnen, worauf er den Zähler 160 b für ein Vorwärtszählen konditioniert und an ihn einen Impuls anlegt, um dadurch den Sollfarbdruck um eine Stufe zu inkrementieren. Das Taktgeber 3-Register wird angeschaltet, um mit dem Zählen der Zeit zu beginnen. Wenn nicht die Änderung in dem Sollfarbdruck durch eine Änderung in dem Farbdruck zeigt, d. h., wenn die Daten in dem Taktgeber 3-Register über einen Bezugswert ansteigen (Zeit für Taktgeber 3 vorüber), führt die zentrale Steuereinheit 240 eine andere Phasensuchoperation durch (Fig. 2b). Nach diesem Phasensuchen werden die Relais RL der Ablenkdetektoren 220 a bis 220 c für einen Augenblick geschlossen, und es wird die Anzahl der gebildeten Farbtröpfchen gezählt. Wenn die gezählte Anzahl Farbtröpfchen mit einem vorbestimmten Wert übereinstimmt, überprüft die zentrale Steuereinheit 240 die Ausgangspegel der Detektoren 220 a bis 220 c. Wenn der Detektor 220 a einen Ausgang "1" erzeugt, der einen optimalen Ablenkwert anzeigt, dann berechnet die zentrale Steuereinheit 240 den Koeffizienten K durch Teilen der Spannung V cs , die durch den Ausgangskode des Zählers 200 b angezeigt wird, durch "48", welches die 40ste abgelenkte Stelle ist (die in einem Abstand von 6 mm von der geradeausliegenden (nicht abgelenkten) Stelle angeordnet ist und folglich von der geradeausliegenden Stelle die 48ste Stufe ist). Der erhaltene Koeffizient wird in dem Koeffizientenregister gespeichert. Danach wird 48 · V cs /48 in dem Ladespannungsregister 48 als eine Spannung V c 40, 47 · V cs /48 in dem Ladespannungsregister 47 als eine Spannung V c 39, 46 · V cs /48 in dem Ladespannungsregister 46 als eine Spannung V c 38 und in derselben Weise die übrigen Ladespannungen in den anderen Ladespannungsregistern gespeichert. Schließlich wird 9 · V cs /48 in dem Ladespannungsregister 9 gespeichert, und dies ist das Ende der Einstellung des Ablenkwertes oder des Ladespannungs-Einstellvorgangs.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche Ladespannungen festlegt, welche die Schrittausgleichskoeffizienten B₁ berücksichtigen, wird anhand von Fig. 2f beschrieben, während die Einzelheiten später erläutert werden. Wenn der Ausgangspegel des Ablenkdetektors 120 a "1" wird, der einen optimalen Ablenkwert anzeigt, legt die zentrale Steuereinheit 240 den Koeffizienten K fest, wie in Fig. 2d dargestellt ist, indem die durch den Ladekode des Zählers 200 b dargestellte Ladespannung durch "48" geteilt wird, was die abgelenkte Stelle beim 40sten Schritt ist (die in einem Abstand von 6 mm von der geradausliegenden (nicht abgelenkten) Stelle angeordnet ist und folglich von der bestimmten Stelle aus betrachtet, der 48ste Schritt ist). Die zentrale Steuereinheit 240 liest dann B₄₈ aus dem Schrittausgleichsregister 48 und speichert in dem Ladespannungsregister 48 B₄₈ · V c 40=B₄₈ · (V cs /48 · 48) =B₄₈ · V cs , wobei B₄₈ "1" ist. Die zentrale Steuereinheit 240 liest B₄₇ aus dem Schrittausgleichsregister 47 und speichert in dem Ladespannungsregister 47 B₄₇ · V c 39=B₄₇ · (V cs /48 · 47), worauf sie dann B₄₀ aus dem Schrittausgleichszähler 46 liest und dann Ladespannungsregister 46 B₄₆ · V c 38=B₄₆ · (V cs /48 · 46) speichert. Nach einer Reihe ähnlicher Operationen liest dann die Steuereinheit 240 schließlich B₉ aus dem Schrittausgleichsregister 9 und speichert in dem Ladespannungsregister 9 B₉ · V c 1=B₉ · (V cs /48 · 9). Hierdurch ist dann das Einstellen des Ablenkwertes oder der Ladespannungs- Einstellvorgang beendet.
Während des Druckens erzeugt die zentrale Steuereinheit 240 nacheinander synchron mit der Ausbildung jedes Farbtröpfchens die in den Ladespannungsregistern 9-48 gespeicherten Daten und verriegelt sie. Nach dem Ladespannungsregister 48 geht die zentrale Steuereinheit auf das Ladespannungsregister 9 zurück und läuft dann auf dieselbe Weise durch die übrigen Register um.
Nachstehend werden noch weitere Ausführungsformen und Abwandlungen beschrieben. Bei der ersten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist ein Mehrdüsenkopf verwendet, welcher in gleichen Abständen von 5 mm 42 Farbausstoßlöcher aufweist, um die ganze Breite eines Aufzeichnungsblattes abzudecken. Jedes Ausstoßloch wird verwendet, um Daten über einen Bereich von 5 mm mit 40 Punkten (8 Punkten/mm) aufzuzeichnen. Der Kopf weist auch ein einzelnes Farbausstoßloch zum Überwachen auf, das geeicht ist, um Farbe unter denselben Bedingungen wie die 42 Aufzeichnungslöcher auszustoßen. Farbe von diesem Überwachungsloch wird konstant durch eine Spannung geladen, welche sie zu der maximalen Ablenkstelle (der 40sten Stufe der Ladespannung) ablenkt. Die abgelenkte Stelle der zu überwachenden Farbtröpfchen wird festgestellt und zuerst wird die Ladespannung eingestellt, so daß die abgelenkte Stelle mit einer vorbestimmte Stelle übereinstimmt. Wenn die Stelle außerhalb eines einstellbaren Bereichs liegt, wird der Farbdruck geändert. Aufgrund der eingestellten Ladespannung werden dann Ladespannungen (40 Schritte) zum Aufzeichnen von Tröpfchen festgelegt. Ein Ladesignalgenerator (Fig. 1b) zum Laden von Überwachungsfarbtröpfchen ist unabhängig von einem Ladesignalgenerator zum Aufzeichnen von Farbtröpfchen. (42 Generatoren weisen den in Fig. 1c oder 1d dargestellten Aufbau auf).
Jedoch kann eine Farbstrahl-Aufzeichnungseinrichtung auch einen einzigen Düsenkopf oder eine die Ablenkung fühlende Elektrode 80 a für jede der Aufzeichnungs-Ausstoßöffnungen oder eine oder mehrere Farbausstoßöffnngen für einen gemeinsamen Gebrauch beim Ausstoßen von Aufzeichnungs- und Überwachungsfarbe aufweisen. In jedem dieser Fälle ist ein einziger Ladesignalgenerator beim Aufzeichnen sowohl zum Überwachen als auch zum Laden verwendbar. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt.
Ein in Fig. 3 dargestellter Ladesignalgenerator 200′′ weist zusätzlich einen Datenwähler 200 e auf, der zwischen den Zähler 200 e und die dritte Gruppe von UND-Gliedern AG₃ geschaltet ist. Der Datenwähler 200 e erhält an einem Anschluß A die Ausgangszählkodes des Zählers 200 b und an einem anderen Eingangsanschluß B die Ausgangskodes S cc der zentralen Steuereinheit 240, die die gesetzten Ladespannungen V a 1 bis V a 40 anzeigt. Bei dieser Ausführungsform gibt die zentrale Steuereinheit 240 an den Datenwähler 200 e ein Signal, um den Eingangsanschluß A während einer Phasensuch- und Ablenkeinstellung zu bezeichnen und ein Signal ab, das den anderen Eingangsanschluß B während eines tatsächlichen Druckvorgangs bezeichnet. Folglich dient der Datenwähler 200 e als eine Datenwähl- oder Schalteinrichtung.
Zu erwähnen ist noch, daß die Ladungsfühlelektroden 40 a i und 40 a m und der Ladedetektor 210, die in der in den Fig. 1a bis 1c dargestellten Ausführungsform vorgesehen sind, weggelassen werden kann. Ohne diese Bauteile schließt dann die Steuereinheit 240 beim Phasensuchen (Fig. 2b) die Relais RL der Ablenkdetektoren 220 a bis 220 c einen Augenblick nach dem Löschen des Zählers 190 d und beginnt dann wieder die gebildeten Farbtröpfchen zu zählen. Wenn dieser Zählerstand einen vorbestimmten Wert erreicht, überprüft die Steuereinheit 240 die Ausgangspegel der Ablenkdetektoren 220 a bis 220 c, und wenn einer der Ausgangspegel "1" ist, beendet sie das Phasensuchen; wenn aber alle Ausgangspegel "0" sind, setzt sie die Ablenkdetektoren 220 a bis 220 c zurück und legt an den Zähler 190 d einen Impuls an. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis einer der Ausgangspegel der Ablenkdetektoren 220 a bis 220 c "1" wird.
Obwohl die beschriebenen Ausführungsformen den Sollfarbdruck um eine Stufe jedesmal dann ändern, wenn die Ladespannung einen vorbestimmten einstellbaren Bereich verfehlt, kann der Sollfarbdruck um eine Stufe geändert werden, wenn der Unterschied zwischen den Spannungen V m 40 und V c 40 größer als ein Bezugswert ist oder er kann um einen vorgegebenen Wert geändert werden, der in Beziehung zu einer Differenz zwischen den Spannungen V m 40 und V c 40 gebracht worden ist, wenn die Differenz größer als ein Bezugswert ist.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Beziehung zwischen der Ladespannung und dem Ablenkwert von Farbtröpfchen, die von einem Überwachungs-Ausstoßloch ausgestoßen worden sind, tatsächlich gemessen, und aufgrund dieser Beziehung werden Ladespannungen V c 1 bis V c 40 für die ersten bis 40sten Ablenkpegel gebildet. Diese Ladespannungen V c 1 bis V c 40 werden verwendet, um Farbtröpfchen zu laden, die zur Aufzeichnung von den anderen Ausstoßlöchern ausgestoßen worden sind. Es kann jedoch gezeigt werden, daß in einer mikroskopischen Darstellung die Ausstoßkennlinie sich von einem Ausstoßloch zum anderen unterscheidet oder daß sich die Ladekennlinie von einer Ladeelektrode zur anderen unterscheidet. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung um mit einer solchen Unregelmäßigkeit in den Kenndaten fertigzuwerden, wird im folgenden beschrieben.
Farbtröpfchen aus allen Ausstoßlöchern haben ihre abgelenkten (Auftreff-)Stellen bei dem tatsächlich gemessenen 40sten Pegel, und die optimalen Ladespannungen für Farbtröpfchen aus den zur Aufzeichnung vorgesehenen Ausstoßöffnungen sind ebenfalls tatsächlich bezüglich der optimalen Ladespannung für Tröpfchen aus der zur Überwachung vorgesehenen Ausstoßöffnung gemessen. Auf diese Weise werden Ausgleichskoeffizienten A i für die einzelnen Ausstoßlöcher festgelegt und in einem Festwertspeicher gespeichert. Ein Randomspeicher weist Mehrfachgruppen von Ladespannungsregistern 9-48 in einem Verhältnis von 1 : 1 zu den Ausstoßöffnungen auf, wobei jedes Register die Überwachungsladespannungen V c 1 bis V c 40 speichert, die mit den Ausgleichskoeffizienten A i multipliziert worden sind. Im Verlauf des "Ladespannungs-Kodeausgangs" wird das Produkt A i · V ci erzeugt und für jede Ausstoßöffnung jedesmal dann verriegelt, wenn ein Tröpfchen aus der Farbsäule gebildet wird, und folglich werden an die jeweiligen Ladeelektroden 20 i verschiedene Spannungen angelegt.
Obwohl die Ladespannungen V ci mit Hilfe einer Gleichung V ci =KX di bestimmt worden sind, können sie durch eine Gleichung V ci =KX di +A erhalten werden, indem eine Konstante A (≠0) entsprechend der Farbtemperatur, dem -druck oder der Ausstoßkenndaten der Ausstoßöffnungen gewählt wird. Die Konstanten K und A der Gleichung V ci =KX di +A können durch eine Messung an zwei verschiedenen Stellen bestimmt werden, statt eine Konstante A zu wählen. In diesem Fall können, wie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, zwei Gruppen von Ablenkfühlelektroden (80 a₁ bis 80 c₁) und (80 a₂ bis 80 c₂) verwendet werden, und eine entsprechende Ablenkung (ein Auftreffen auf die Elektroden 80 a₁ und 80 a₂) kann an jeder Elektrodengruppe festgestellt werden. Die Ladespannungen V cs 1 und V cs 2 in diesem Augenblick werden zusammen mit der richtigen Ablenkstelle in den einzelnen Gruppen (z. B. dem 40sten und dem 16sten Schritt) gemäß einer Gleichung V ci =KX di +A verarbeitet, um die Konstanten K und A und dadurch den Wert V ci zu bestimmen.
Die Anmelderin hat durch praktische Messungen herausgefunden, daß die Beziehung zwischen V ci und X di eine beträchtliche Verschiebung gegenüber der Linearität zeigt, wenn bei einer mehrwertigen Ablenkung eine Anzahl Ablenkschritte verwendet wird. Tatsächlich ist bei neun bis zwölf Ablenkschritten die Nichtlinearität nicht bemerkbar; dagegen wird bei 32 bis 40 Ablenkschritten die Nichtlinearität deutlich und es bildet sich eine leichte Krümmung heraus. Der Ablenkwert hängt mit der Ladespannung zusammen, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die Linien, die diese Beziehung anzeigen, sind etwas gegenüber den Linien verschoben, welche die maximalen Ablenkpunkte (V cs , X ds ) mit dem Ursprung (0, 0) verbinden und scheinen Kurven zweiten Grades oder Hyperbeln und keine Geraden zu sein. Um die Konstante K in der Gleichung V ci =KX di durch Messen an irgendeiner Stelle, beispielsweise (V cs , X ds ) in Fig. 5 zu erhalten und eine Ladespannung V ci für eine andere Ablenkung mit Hilfe von V ci =KX di festzulegen, muß eine Ladespannung V ci erhalten werden, durch die sich dann der Ablenkwert X di mit Hilfe der strichpunktierten Linie der Fig. 5 ergibt. Eine wesentliche Abweichung (Δ X dk ) ist in der Praxis insbesondere bei einem Ablenkwert (z. B. X dk ) unvermeidbar, der von dem Wertepaar (V cs , X ds ) weit entfernt liegt und zwar deswegen, da nicht die erwartete Ladespannung V dkB , sondern die nicht erwartete Ladespannung V dk für die Ablenkung X dk angelegt wird. Im Hinblick darauf wird bei der Erfindung bei jedem einzelnen Ablenkschritt (z. B. den Ablenkschritten 1 bis 40) das Verhältnis B i der tatsächlich anzulegenden Ladespannung (V dkB ) zu dem Ladeverhältnis (V dk ) bestimmt, das durch ein theoretisches Verhältnis erhalten wird. Das Verhältnis B i oder V dkB /V dk wird mit einer Ladespannung V ci aufgrund eines theoretischen Verhältnisses multipliziert, und das Produkt B i · V ci wird dann tatsächlich an eine Ladeelektrode angelegt.
Hinsichtlich der Ablenkung X dk ist beispielsweise B k =V dkB /V dk im voraus bekannt und die Konstante K wird aus der Gleichung V ci =KX di durch eine praktische Messung an einer Stelle (V cs , X ds ) bestimmt, worauf dann diese Gleichung benutzt wird, um V dk durch die Gleichung V dk =KX dk zu erhalten, und dieser V dk -Wert wird dann mit B k multipliziert, um eine Ladespannung B k · V dk =(V dkB /V dk ) · V dk =V dk zu schaffen, welche an eine Ladeelektrode angelegt wird. Bei einem besonders bevorzugten Verfahren wird dann die Beziehung zwischen der Ladespannung und dem Ablenkwert an zwei oder erforderlichenfalls an drei Stellen gemessen, um ihn in Form einer Gleichung einer Kurve zweiten Grades oder einer Hyperbel zu erhalten, indem die Konstante der Gleichung, d. h. die Konstante einer Gleichung
oder X di =aV ci ²+bV ci +C bestimmt wird oder indem eine Konstante entsprechend den Bedingungen eingesetzt wird, und dann V ci aus der Gleichung erhalten wird. Einer der beschriebenen Rechenvorgänge kann ohne weiteres mittels eines Mikrocomputers durchgeführt werden.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit ganz bestimmten Ausführungsformen und Anordnungen dargestellt und beschrieben worden ist, ist sie hierauf nicht beschränkt, sondern es sind noch verschiedene andere Ausführungsformen und Anordnungen möglich. Beispielsweise können der Zähler 160 b und der Normalkode-Einsteller 160 a der Druckeinstellschaltung 160 sowie der Zähler 260 b und der Normalkode-Einsteller 260 a der Spannungseinstellschaltung weggelassen werden, und ihre Funktionen können beispielsweise dem Mikrocomputer der Steuereinheit 240 zugeteilt werden. Dasselbe gilt bezüglich des Zählers 200 b, des Normalkode-Einstellers 200 a, der zweiten Gruppe von UND-Gliedern AG₃ und des Datenwählers 200 e, welche in dem Ladesignalgenerator 200 vorgesehen sind. Außerdem kann der Mikrocomputer die Funktion der Phaseneinstellschaltung 190 übernehmen.
Darüber hinaus kann anstelle des in Fig. 1a dargestellten Kopfes 10 ein anderer Farbstrahlkopf mit einer einzigen Düse oder mit einer Anzahl Düsen verwendet werden. Ein Beispiel hierfür ist ein Kopf mit einer Anzahl zylindrischer elektrostriktiver Schwingungserzeuger, deren Anzahl gleich der der Düsen ist und welcher jeweils eine Farbausstoßöffnung an ihrem vorderen Ende haben, während sie mit ihrem anderen Ende mit einem gemeinsamen Farbdurchlaß des Kopfes in Verbindung stehen. Ein weiteres Beispiel ist ein Kopf mit zylindrischen elektrostriktiven Schwingungserzeugern, welche in einem bestimmten Abstand von einem unter Druck gesetzten Farbbehälter angeordnet, mit diesem durch Rohrleitungen in Verbindung stehen und an einem feststehenden Träger oder einem Ausstoßrichtungs- Einstellteil angebracht sind.
Gemäß der Erfindung ist somit eine Farbstrahl-Aufzeichnungseinrichtung geschaffen, mit welcher schnell und noch dazu genau ein Ausgleich bei einer Fehlablenkung durchgeführt wird, indem die (Auftreff-)Stellen der abgelenkten Farbtröpfchen festgestellt und dadurch die gesamten Ladespannungen eingestellt und festgesetzt werden. Der Farbdruck wird nur geändert, wenn die Ladespannungen einen einstellbaren Bereich verfehlen, und folglich sind die Wahrscheinlichkeit und die Häufigkeit einer Farbdruckänderung auf ein Minimum herabgesetzt. Die Größe einer Farbdruckänderung ist, falls überhaupt erforderlich, gering, so daß eine Änderung in der Farbdichte entsprechend einer Druckänderung gering ist, wodurch das Drucken von Daten mit einer genauen Punktanordnung erleichtert ist. Die Ladespannungspegel, welche die Ablenkwerte festlegen, werden einzeln unter Zugrundelegung tatsächlicher Ladespannungen, durch welche Tröpfchen entlang festgelegter Bahnen angetrieben werden, und folglich in jedem Augenblick entsprechend der Druckkennlinie eingestellt. Hierdurch wird ein sicheres Drucken immer mit der geringsten Punktverschiebung auf einem Blatt gefördert, und dadurch sind die Nachteile in einem herkömmlichen Ladespannungssystem beseitigt, bei welchem beispielsweise eine Schwankung der Ausstoßkennlinie eine Verzerrung von gedruckten Daten zur Folge hat, wenn bestimmte Ladespannungen verwendet werden.

Claims (8)
Hide Dependent

1. Einrichtung zur Einstellung der Ablenkung einer Folge von aufgeladenen Tintentröpfchen für einen Tintenstrahldrucker
  • a) mit einer Elektrode zur elektrostatischen Aufladung zumindest einiger Tintentröpfchen der Folge entsprechend zugeführten Aufladungssignalen,
  • b) mit einer Elektrode zur Ablenkung der aufgeladenen Tintentröpfchen,
  • c) mit einer den gesamten Soll-Ablenkungsbereich überdeckenden Fangelektrode für die aufgeladenen und abgelenkten Tintentröpfchen,
  • d) mit einer schrittweise die an die Aufladungselektrode angelegten Aufladungssignale bis zu einem Extremwert ändernden Ladeeinrichtung, so daß die aufeinanderfolgenden Tintentröpfchen in jeder Folge in einer definierten Zahl von Stufen abgelenkt werden,
  • e) mit einer an die Fangelektrode angeschlossenen Integrationsschaltung für die Integration der Ladung der nacheinander auf die Fangelektrode treffenden Tintentröpfchen,
  • f) mit einem nach Erzeugung und Ablenkung einer vorgegebenen Anzahl von Tintentröpfchen durch Vergleich des Ausgangssignals der Integrationsschaltungen mit einem Bezugssignal feststellenden Ablenkungsdetektor, ob
    • f1) die integrierte Ladungsmenge der bisher aufgetroffenen Tintentröpfchen dem Sollwert entspricht und
    • f2) die nächsten, einen weiteren Schritt abgelenkten Tintentröpfchen auf eine Sollstelle der Fangelektrode treffen,
  • g) mit einer an den Ablenkungsdetektor angeschlossenen Auswerteinrichtung, die zu diesem Zeitpunkt
    • g1) die Ladeeinrichtung anhält,
    • g2) das ein Maß für die Soll-Ablenkung darstellende vorliegende Aufladungssignal der Ladeeinrichtung übernimmt, und
    • g3) in Abhängigkeit hiervon die an die Aufladungselektrode anzulegenden, stufenförmigen Spannungs-Impulse einstellt, und
  • h) mit einer Fangelektrode, die aus einer mittleren, die Sollstelle bildenden Trefferelektrode und aus zwei in den beiden Ablenkrichtungen seitlich zur Trefferelektrode angeordneten Abweichelektroden besteht, wobei
  • i) beim Auftreffen eines Tintentröpfchenstromes auf eine Abweichelektrode die Ladeeinrichtung ein Aufladungssignal erzeugt, daß der nächste Tintentröpfchenstrom in Richtung zur anderen Abweichelektrode hin abgelenkt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • j) beim Auftreffen von Tintentröpfchen auf die Trefferelektrode (80 a) eine Recheneinrichtung (240) entsprechend der Beziehung V cs =KX ds den Koeffizienten (K₁) zwischen dem zugehörigen Aufladungssignal (V cs ) und dem Abstand (X ds ) der Sollstelle von einem Bezugspunkt ermittelt; und daß
  • k) die Recheneinrichtung (240) die an die Aufladungselektroden (20 a i ) anzulegenden Aufladungssignale (V ci ) für die anderen, vorgegebenen Auftreffstellen (X di ) der einzelnen Tintentröpfchen entsprechend der Beziehung V ci =KX di ermittelt, wodurch nacheinander die stufenförmigen Spannungs-Impulse für die verschiedenen Tintentröpfchen erzeugt werden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (240) einen veränderlichen, den Druck und/oder die Temperatur der Farbe berücksichtigenden Parameter (A₁) definiert und die Aufladungssignale entsprechend der Beziehung V ci =KX di +A₁ ermittelt.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreffen von Tintentröpfchen auf eine zweite Trefferelektrode die Recheneinrichtung (240) entsprechend der Beziehung V c 2=KX d 2 einen zweiten Koeffizienten (K₂) zwischen dem zugehörigen Aufladungssignal (V c 2) und dem Abstand (X d 2) der Sollstelle von einem Bezugspunkt ermittelt, und daß die Aufladungssignale (V ci ) entsprechend den beiden Gleichungen V ci =KX di und V ci =KX di berechnet werden.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (240) die Aufladungssignale (V ci ) entsprechend den Beziehungen V ci =KX di +A₁ und V ci=KX di +A₂ ermittelt, wobei A₂ ein veränderlicher Parameter ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (240) Gleichungen A i V ci berechnet, wobei A i Düsenausgleichskoeffizienten für Ausstoßkennwerte der Düsen sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (240) Gleichungen B i V ci berechnet, wobei B i Ausgleichskoeffizienten für den Unterschied zwischen verschiedenen Ablenkungen sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (240) Gleichungen B i A i V ci berechnet.