DE3612469A1 - Einrichtung zur tintenstrahlaufzeichnung - Google Patents

Einrichtung zur tintenstrahlaufzeichnung

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DE3612469A1 DE19863612469 DE3612469A DE3612469A1 DE 3612469 A1 DE3612469 A1 DE 3612469A1 DE 19863612469 DE19863612469 DE 19863612469 DE 3612469 A DE3612469 A DE 3612469A DE 3612469 A1 DE3612469 A1 DE 3612469A1
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Description

Einrichtung zur Tintenstrahlaufzeichnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung für das Ausstoßen von Tinte zu einem Aufzeichnungsmaterial hin, wodurch Zeichen, Bilder und dergleichen aufgezeichnet werden, und insbesondere auf eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung mit einer Temperaturkorrektur.
Es wurde schon eine TintenstrahlaufZeichnungseinrichtung vorgeschlagen, bei der zum Verändern der Tintenausstoßmenge die Ansteuerungsspannung an einem Tintenstrahlkopf verändert wird, um dadurch zum Darstellen von Halbtönungen den Aufzeichnungspunktedurchmesser auf dem Aufzeichnungspapier zu verändern.
Die Einrichtung dieser Art hat iedoch einen Temperaturgang insofern, als sich mit der Temperatur in starkem Ausmaß die Werte der Eigenschaften der als Aufzeichnungsflüssigkeit dienenden Tinte, nämlich die Viskosität und/ oder die Oberflächenspannung der Tinte ändern und auch
m." KdHK (Muii-.l<e.-n Klo 3939 844
deutsche Bank (München) KIu. 2Ö6 1060
Postscheckamt (München) KIo 670 4) 804
A/25
-4- DE 5753
mit der Temperatur der Ausstoß des Kopfs selbst verändert wird. Demgemäß ändert sich im allgemeinen gemäß Fig. 2 der Zeichnung der Zusammenhang zwischen der optischen Dichte auf dem Aufzeichnungspapier nach der Aufzeichnung und der an den Kopf angelegten Spannung mit der Temperatur. D.h., sobald die Temperatur höher wird, wird beim Anlegen der gleichen Spannung an den Kopf die optische Dichte höher.
Falls daher beispielsweise unter Verwendung von bis dahin bei 25°C benutzten Dichte-Spannungsdaten bei 100C aufgezeichnet wird, treten die Mangel auf, daß die Druckdichte gering wird und im Bereich niedriger Spannung keine Tinte 1P- ausgestoßen wird, während bei dem Aufzeichnen bei 400C mit den Dichte-Spannungsdaten für 25°C verschiedenartige andere Mangel auftreten, zu denen es zählt, daß sich die Dichte in dem Bilddarstellungsbereich ändert, daß die Tintenausstoßmenge groß wird und damit der Druck zu dunkel wird und daß das Aufzeichnungspapier die Tinte nicht mehr aufnehmen kann und die Tinte durchsickert.
Andererseits wurden als herkömmliche Temperaturkompensation- bzw. Korrekturverfahren in den JP-OS 188363/1982 und 188364/1982 ein Verfahren, bei dem ein Heizelement oder dergleichen benutzt wird, um die Werte der Tinteneigenschaften konstant zu halten, sowie in den JP-OS 27210/1980 und 14759/1983 ein Verfahren beschrieben, bei dem die an den Kopf angelegte Spannung entsprechend der
Temperatur verändert wird. Das erstere Verfahren hat 30
jedoch die Nachteile, daß die Vorrichtung hierfür sperrig ist, daß die Leistungsfähigkeit der Stromversorgung gesteigert werden muß, was seinerseits zu gesteigerten Herstellungskosten führt, und daß ein nicht zufriedenstellendes Drucken auftritt, welches sich durch die Entstehung löslicher Gase der Tinte durch schnelles Erwärmen
-5- DE 5753
ergibt.
Das letztere Verfahren ist nur für binäre Bilder nutzem voll, während dann, wenn zum Darstellen von Halbtönen die Tintenausstoßmenge nach diesem Verfahren verändert wird, wegen der nichtlinearen Abweichungen der verschiedenen Kennlinien der Schaltungsaufbau äußerst kompliziert wird; dies hat zu höheren Kosten und zu Schwierigkeiten geführt, dieses Verfahren praktisch anzuwenden. Bei diesem letzteren Verfahren entsteht ferner ein Problem insofern, als bei niedrigen Temperaturen durch die gesteigerte Viskosität der Tinte die Meniskusrückbildung nach dem Ausstoß verzögert wird, was eine verringerte Ansprechfrequenz ergibt, wodurch es notwendig wird, die Frequenzkennlinie des Kopfs für eine jeweilige Temperatur zu kompensieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Ausschalten der vorstehend angeführten Mangel eine Tintenstrahlauf-Zeichnungseinrichtung zu schaffen, bei der eine Tintenstrahlauf Zeichnungsvorrichtung mit Optimalausstoßmengendaten angesteuert wird, die durch die Eingabe von Temperaturmeßdaten aus einer Temperaturmeßvorrichtung für das Erfassen der Umgebungstemperatur und von Aufzeichnungsdichtedaten in eine Ausstoßmengendaten-Ausgabevorrichtung erzielt werden, und bei der damit die Ansteuerungsspannung für die TintenstrahlaufZeichnungsvorrichtung für alle Temperaturbedingungen optimal eingestellt wird, um
dadurch eine Aufzeichnung in hoher Qualität zu gewährlei-30
s ten.
Ferner soll mit der Erfindung eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung geschaffen werden, bei der die Aufzeichnungsvorrichtung mit einer maximalen Betriebsfrequenz 35
betrieben wird, welche mittels einer Betriebsfrequenz-Be-
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Stimmungsvorrichtung entsprechend den Temperaturmeßdaten aus der Temperaturmeßvorrichtung festgelegt wird.
g Ferner soll mit der Erfindung sichergestellt werden, daß unabhängig von den Temperaturbedingungen mittels einer Ausstoßenergie-Kompensationsvorrichtung das Ausstoßen einer angemessenen Tintenmenge herbeigeführt wird und dadurch mit der TintenstrahlaufZeichnungseinrichtung eine ,Q Halbtonaufzeichnung hoher Qualität ermöglicht wird.
Ferner soll bei der erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung ein Ansteuerungssignal innerhalb eines Bereichs abgegeben werden, innerhalb dessen ein . P- gleichmäßiger Ausstoß erzielbar ist.
Ώ Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine Blockdarstellung, die den grundlegenden
Aufbau der erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 2 ist eine grafische Darstellung, die die Abhängigkeit einer an einen Kopf angelegten Spannung und der optischen Dichte von der Temperatur zeigt.
Fig. 3 ist eine Blockdarstellung, die den Aufbau der
Einrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 4 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel für die Gestal
zeigt.
Gestaltung einer Tabelleneinheit nach Fig. 3
-7- DE 5753
Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm von Signalen, das ein Beispiel für die Funktionsweise der Einrichtung nach Fig. 3 veranschaulicht.
Fig. 6A und 6B sind Ablaufdiagramme, die ein Beispiel für
eine Steuerung mittels einer AblaufSteuereinheit nach Fig. 3 zeigen.
, n Fig. 7 ist eine Blockdarstellung, die den grundlegenden Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung zeigt.
Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsvorlfgangs der Schaltung nach Fig. 7.
Fig. 9 ist eine Blockdarstellung einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 7.
Fig. 10 ist eine Blockdarstellung, die den Aufbau eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung zeigt.
Fig. 11 ist eine grafische Darstellung, die einen Bereich
von Ansteuerungsenergie für das Erzielen eines 25
gleichmäßigen Ausstoßes in bezug auf die Temperatur zeigt.
Fig. 12 ist eine grafische Darstellung, die die Funktionsweise von Begrenzern in der Einrichtung nach
Fig. 10 veranschaulicht.
Fig. 13 ist eine Blockdarstellung, die eine Abwandlung der in Fig. 10 gezeigten Schaltung zeigt.
Nachstehend wird anhand der Zeichnung ein erstes Ausfüh-
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rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung beschrieben.
In der Fig. 1, die den grundlegenden Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels zeigt, ist mit A eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung für das Ausstoßen von Tintentröpfchen auf ein Aufzeichnungsmaterial und dadurch für das Aufzeichnen bezeichnet, mit B eine Temperaturmeßvorrichtung zum Erfassen der Umgebungstemperatur bezeichnet und mit C eine Ausstoßmengendaten-Ausgabevorrichtung bezeichnet, die als Eingangssignale Temperaturmeßdaten aus der Temperaturmeßvorrichtung B sowie Aufzeichnungsdichtedaten aufnimmt und die dementsprechende Optimalausstoßmengendaten abgibt. Mit D ist eine Betriebsfrequenz-Bestimmungsvorrichtung zum Festlegen der maximalen Betriebsfrequenz der Aufzeichnungsvorrichtung A entsprechend den Temperaturmeßdaten aus der Temperaturmeßvorrichtung B bezeichnet. Mit E ist eine Treibervorrichtung für das Ansteuern der Aufzeichnungsvorrichtung A mit der durch die Betriebsfrequenz-Bestimmungsvorrichtung D festgelegten maximalen Frequenz gemäß den aus der Ausstoßmengendaten-Ausgabevorrichtung C erhaltenen Optimalausstoßmengendaten bezeichnet.
Die Betriebsfrequenz-Bestimmungsvorrichtung D ist nicht immer erforderlich, so daß daher die Aufzeichnungsvorrichtung A allein entsprechend den aus der Ausstoßmengendaten-Ausgabevorrichtung C erhaltenen Optimalausstoßmen-
gendaten betrieben werden kann.
30
In der Fig. 3, die die Schaltung nach Fig. 1 ausführlich zeigt, ist mit 1 eine AblaufSteuereinheit bezeichnet, die die Steuerung der gesamten Einrichtung gemäß einem in
Fig. 6 dargestellten Steuerprogramm ausführt, das im 35
voraus in einen internen Speicher eingespeichert ist. Mit
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2 ist ein als Umgebungstemperatür-Meßvorrichtung dienender Temperaturfühler mit einem Thermistor oder dergleichen bezeichnet. Ein von dem Temperaturfühler 2 abgegeg benes Temperaturmeßsignal 3 wird mittels eines Analog/Digital- bzw. A/D-Wandlers 4 in ein 2-bit-Temperatursignal 5 umgesetzt, das in die Ablaufsteuereinheit 1 eingegeben wird.
Mit 8 ist eine Bildverarbeitungseinheit bezeichnet, die an einem Bildeingangssignal eine vorbestimmte Bildaufbereitung vornimmt und dieses Signal in Dichtedaten 9 umsetzt sowie ferner diese Dichtedaten 9 in einen internen Speicher speichert und danach aus diesem internen Speicher Ausgangssignale aufeinanderfolgend auf ein Datenausgabe-Befehlssignal 7 aus der AblaufSteuereinheit 1 hin ausgibt.
Mit 11 ist eine Datenumsetzungs-Tabelleneinheit als Ausstoßmengendaten-Ausgabevorrichtung bezeichnet. Die Tabelleneinheit 11 nimmt als Eingangssignale die Dichtedaten 9 aus der Bildverarbeitungseinheit 8 sowie Temperaturdaten 10 aus der Ablaufsteuereinheit 1 auf und setzt sie in 6-Bit-Spannungswertdaten 12 um. Mit 14 ist ein Digital/Analog- bzw. D/A-Wandler bezeichnet, der synchron mit Spei-25
cherimpulsen 13 aus der Ablaufsteuereinheit 1 die Spannungswertdaten 12 zeitweilig speichert und sie unter D/AUmsetzung als analoge Daten 15 abgibt.
Mit 17 ist eine Motortreiberstufe für den Antrieb eines Kopfabtastungs- bzw. Kopfversetzungsmotors 18 bezeichnet, mit dem ein nachfolgend beschriebener Aufzeichnungskopf 23 an einem nicht gezeigten Schlitten hin- und herbewegt wird. Die Motortreiberstufe 17 wird mit einem Steuersignal 16 aus der AblaufSteuereinheit 1 gesteuert. Mit 19 ist ein Codierer bzw. Lagemeßgeber bezeichnet, der die
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jeweilige Lage des Aufzeichnungskopfs erfaßt und ein Lagesignal 20 abgibt. Der Lagemeßgeber 19 enthält einen herkömmlichen optischen Sensor, eine Spaltblende usw.
Mit 22 ist eine als Treibervorrichtung zur Ansteuerung des Aufzeichnungskopfs 23 dienende Kopftreiberstufe bezeichnet. Die Kopftreiberstufe 22 betreibt den Aufzeichnungskopf 23 entsprechend den analogen Spannungsdaten 15 aus dem D/A-Wandler 14 im Ansprechen auf Ausstoßbefehlsimpulse 21, die von der AblaufSteuereinheit 1 gemäß dem Lagesignal 20 aus dem Lagemeßgeber 19 abgegeben werden. Der Aufzeichnungskopf 23 stößt Tintentröpfchen zu einem Aufzeichnungspapier hin aus, welches als Aufzeichnungsmaterial dient.
Gemäß der nachfolgenden Beschreibung ist die Ablaufsteuereinheit 1 mit einer Einrichtung zum Festlegen eines minimalen Zeitintervalls, nämlich einer maximalen Frequenz der Ausstoßbefehlsimpulse 21 entsprechend dem Tem-
peratursignal 5 ausgestattet.
Ferner ist mit 24 eine Schrittmotortreiberstufe bezeichnet, die einen Papiervorschub-Schrittmotor 25 für das Transportieren des Aufzeichnungspapiers betreibt. Die Schrittmotortreiberstufe wird durch ein Steuersignal aus der AblaufSteuereinheit 1 gesteuert.
Der Temperaturfühler 2 ist in der Nähe des Versetzungswegs des Aufzeichnungskopfs 23 oder in der Nähe eines 30
(nicht gezeigten) Tintenbehälters für das Zuführen von Tinte zu dem Aufzeichnungskopf 23 angeordnet.
Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Gestaltung der
Tabelleneinheit 11 nach Fig. 3. Gemäß der Darstellung hat 35
die Tabelleneinheit 11 beispielsweise einen Festspeicher
DE 5753
(ROM), in dessen Eingänge als werthöchste zwei Bits die Temperaturdaten 10 aus der Ablaufsteuereinheit 1 und als wertniedrigste sechs Bits die Dichtedaten 9 aus der BiId-Verarbeitungseinheit 8 eingegeben werden, wodurch eine Abrufadresse (Bezugsadresse) bestimmt wird und aus dem Ausgang des Festspeichers die 6-Bit-Spannungswertedaten 12 (D0 bis D5) ausgegeben werden.
Tabelle 1
Temperaturdaten
Dichtedaten
Spannungswertdaten
1 7 A6 A5 A4 A3 A2 Al Ao D5 D4 D3 D2 Dl Do
i
0		 1 O O O O O O O. 0 0 0 0 O 0
ι
O		 1 O O O 1 O O 0 0 0 0 1 0 O
O 1 O 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0
! O 1 O O O O O 0 0 0 0 0 0 1
! ο 1 O O 1 O O 0 0 0 0 1 0 1
O 1 1 1 1 1 1 1 1 0 O 0 0 1
I ι
I		 O O O O O O 0 0 0 0 0 1 0
ί O O Ii 1 O O 0 0 0 0 1 1 0
O 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0
1 O O O O O 0 0 0 0 0 1 1
1 O O 1 O O 0 0 0 0 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1
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Die vorstehende Tabelle 1 zeigt ein Beispiel für den Inhalt der Tabelleneinheit 11. Gemäß der Darstellung in der Tabelle 1 wird der Inhalt im voraus derart festgelegt, daß bei veränderten Temperaturdaten (A,, A7) für gleiche Dichtedaten (A0 bis Ar) unterschiedliche Spannungswertdaten (DQ bis D5) ausgegeben werden.
Die Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm, das die Festlegung der Betriebsfrequenz für den Aufzeichnungskopf 23 betrifft. In der Fig. 5 ist als "Zeitgeber 31'" das Ausgangssignal eines internen Zeitgebers der AblaufSteuereinheit 1 bezeichnet, während als "Motorspannung 32'" eine Ansteuerungsspannung für den Kopfversetzungsmotor 18 bezeichnet
Die Funktion der Einrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird nun anhand der Ablaufdiagramme in den Fig. 6A und 6B beschrieben.
Wenn ein Druckvorgang eingeleitet wird (Schritt S1), wird das von dem Temperaturfühler 2 abgegebene Temperaturmeßsignal 3 mittels des A/D-Wandlers 4 in das 2-Bit-Temperatursignal 5 umgesetzt, das der AblaufSteuereinheit 1 zugeführt wird (Schritt S2). Darauffolgend wird entsprechend dem 2-Bit-Temperatursignal 5 in der AblaufSteuereinheit 1 aus konstanten Werten Tref.. ,...., Tref,, die im voraus als Zeitkonstante Tref für das Festlegen der Betriebsfrequenz 1/Tref des Aufzeichnungskopfs 23 vorbereitet sind, beispielsweise der Wert Tref.. gewählt (Schritt S3). Im weiteren werden aus der AblaufSteuereinheit 1 die dem 2-Bit-Temperatursignal 5 aus dem A/D-Wandler 4 entsprechenden Temperaturdaten 10 an die werthöchsten beiden Bits A7 und A6 des Eingangs der Tabelleneinheit 11 angelegt und während der Aufzeichnung einer Bildfläche (einer 35
Seite) zwischengespeichert (Schritt S4). Diese Zwischen-
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speicherung erfolgt zum Unterdrücken einer Instabilität in der Umgebung eines Temperaturwechselpunkts und deshalb, weil es nicht erforderlich ist, die dem Aufzeichnungskopf 23 zugeführte Spannung zu ändern, da eine Änderung der Temperatur der ausgestoßenen Tinte auch bei einer plötzlichen Änderung der Umgebungstemperatur verhältnismäßig weich bzw. langsam auftritt.
,Q Wenn dann in die Bildverarbeitungseinheit 8 das Bildeingangssignal 6 eingegeben wird, wird dieses in der Bildverarbeitungseinheit 8 der für die Abbildung erforderlichen vorbestimmten Bildaufbereitung unterzogen, wonach es in die Dichtedaten 9 umgesetzt wird, welche in dem
1(- internen Speicher gespeichert werden (Schritt S5). Wenn die Vorbereitung für das Drucken abgeschlossen ist, wird aus der AblaufSteuereinheit 1 an die Bildverarbeitungseinheit 8 das Datenausgabe-Befehlssignal 7 abgegeben, wodurch die einem einzelnen Element (ersten Bildelement) entsprechenden Dichtedaten 9 aus dem internen Speicher
der Bildverarbeitungseinheit 8 an die Tabelleneinheit 11 abgegeben werden (Schritt S6). Darauffolgend wird in einem internen Zähler der Ablaufsteuereinheit 1 ein Zählwert N eingestellt (Schritt S7), wonach durch das Steuer-
__ signal 16 die Motortreiberstufe 17 angesteuert wird. 2b
Dadurch wird der Motor 18 gespeist und damit die Versetzung des Aufzeichnungskopfs 23 begonnen (Schritt S8).
Zugleich wird in der Ablaufsteuereinheit 1 ein interner
Zeitgeber (31' nach Fig. 5) in Betrieb gesetzt (Schritt 30
S9-1). Der dabei eingestellte Wert des Zeitgebers ist der konstante Wert Tref^, der bei dem vorangehenden Schritt S3 entsprechend dem Temperatursignal 5 gewählt wurde. Darauffolgend wird ein Anstieg des von dem Lagemeßgeber 19 abgegebenen Lagesignals 20 erfaßt (Schritte S9-2 und
S9-3). Wenn der Anstieg dieses von dem Lagemeßgeber
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abgegebenen Lagesignals 20 nach dem Ablauf des Zeitgebers eingegeben wird (Schritt S9-4), zeigt dies an, daß die Geschwindigkeit der Bewegung des Aufzeichnungskopfs 23 π gering ist, so daß daher die Ab1aufsteuereinheit 1 den Kopfversetzungsmotor 18 beschleunigt (Schritt S9-5); falls der Anstieg des Lagesignals 20 während des Zeitablaufs des Zeitgebers auftritt, zeigt dies an, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungskopfs 23 hoch ist, so daß daher die AblaufSteuereinheit 1 den Kopfversetzungsmotor 18 verlangsamt (Schritt S9-6). Zugleich wird der Wert des Zeitgebers rückgesetzt und von dem vorangehend genannten Zählwert N "1" subtrahiert (Schritt S10); falls der Wert N nicht "0" ist (Schritt SII), kehrt das Programm zu der Inbetriebnahme des Zeitgebers bei dem
Schritt S9-1 zurück, wonach die vorangehenden Schritte S9-1 bis S9-6 wiederholt werden. Durch diese aufeinanderfolgend ausgeführten Betriebsvorgänge wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungskopfs 23 konstant, so daß sich der Aufzeichnungskopf 23 in der Zeit Tref1 über den Ausgangssignal-Teilungsabstand des Lagemeßgebers 19 bewegt. Demgemäß wird der Ausgangssignal-Teilungsabstand des Lagemeßgebers 19 mit dem Ausgangssignal-Teilungsabstand für das Bild in Übereinstimmung gebracht, wodurch die Betriebsfrequenz für den Aufzeichnungskopf 23 konstant gehalten wird und dabei der konstante Wert Tref entsprechend dem Temperatursignal 5 verändert wird, so daß daher die Betriebsfrequenz verändert werden kann.
Der Zählwert N für das Lagesignal 20 wird derart vorge-30
wählt, daß er zu einem Zeitpunkt zu "0" wird, an dem der Aufzeichnungskopf 23, der auf diese Weise eine vorbestimmte Geschwindigkeit angenommen hat, an seiner anfänglichen Ausstoßstelle eingetroffen ist; daher schreitet
dann, wenn bei dem Schritt S11 der Zählwert N zu "0" 35
wird, das Programm zu einem nächsten Schritt S12 weiter,
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bei dem der Ausstoß mit dem Aufzeichnungskopf beginnt. Zu diesem Zeitpunkt werden schon durch das Programm bei dem Schritt S6 den Eingängen A5 bis AQ der Tabelleneinheit 11
g die dem ersten Bildelement entsprechenden 6-Bit-Dichtedaten 9 aus der Bildverarbeitungseinheit 8 sowie durch das Programm bei dem Schritt S4 den Eingängen A7 und Ag der Tabelleneinheit 11 die Temperaturdaten 10 zugeführt. In der Tabelleneinheit 11 werden gemäß der vorangehenden Beschreibung die 6-Bit-Spannungswertdaten 12, die aus den an den Eingängen A7 bis A0 als Adressen eingegebenen Daten 9 und 10 gebildet werden, an den Ausgängen D1. bis D„ ausgegeben, mittels des D/A-Wandlers 14 in einen jeweiligen analogen Spannungswert 15 umgesetzt und in die
- Kopftreiberstufe 22 eingegeben. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Lagesignal 20 in die AblaufSteuereinheit 1 eingegeben wird, wird aus dieser an die Kopftreiberstufe 22 ein Ausstoßbefehlsimpuls 21 abgegeben (Schritt S12), so daß synchron mit diesem der Aufzeichnungskopf 23 entsprechend dem analogen Spannungswert 15 angesteuert und eine vorbestimmte Tintenmenge ausgestoßen wird.
Darauffolgend wird von der Ablaufsteuereinheit 1 der Bildverarbeitungseinheit 8 wieder das Datenausgabe-Be-
__ fehlssignal 7 zugeführt, so daß aus der Bildverarbei-2b
tungseinheit 8 die dem nächsten Bildelement entsprechenden Dichtedaten der Tabelleneinheit 11 zugeführt werden (Schritt S13). Danach wird das Programm der vorstehend beschriebenen Schritte S9-1 bis S9-6 ausgeführt (Schritt
S14), wonach die Programmvorgänge der vorstehend be-30
schriebenen Schritte S12 bis S14 wiederholt werden, bis das Drucken einer Zeile vorgenommen ist (Schritt SI 5). Danach werden die vorstehend beschriebenen Betriebsvorgänge für eine Bildfläche bzw. Seite wiederholt, wodurch
das Bild auf dem Aufzeichnungspapier aufgezeichnet wird.
35
-16- DE 5753
Das erste Ausführungsbeispiel wurde zwar im Hinblick auf einen Fall beschrieben, bei dem nur ein Aufzeichnungskopf vorgesehen ist, jedoch besteht bei der erfindungsgemäßen p. Einrichtung keine Einschränkung hierauf; vielmehr ist die erfindungsgemäße Gestaltung natürlich auch bei einer Aufzeichnungseinrichtung mit einer Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen oder Zeilenköpfen zur Farbaufzeichnung anwendbar. In diesem Fall kann die Adresse der Tabelleneinheit (des Festspeichers, ROM) 11 entsprechend den Temperaturdaten für einen jeweiligen Aufzeichnungskopf verändert werden. Es ist ferner möglich, durch weiteres Steigern der Anzahl der Bits der Temperaturdaten 10 eine feinere Temperaturkompensation zu erzielen. Hinsichtlich des Verfahrens zum Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungskopfs besteht keine Einschränkung auf das bei diesem Ausführungsbeispiel beschriebene, so daß natürlich auch irgendein anderes herkömmliches Verfahren angewandt werden kann.
Es wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen TintenstrahlaufZeichnungseinrichtung beschrieben.
Bei einer TintenstrahlaufZeichnungsvorrichtung mit Tin-25
tenausstoß "auf Abruf" ergibt sich zwischen der Ansteuerungsspannung und der Tintenausstoßmenge folgender Zusammenhang :
Z-k-Vb CD
wobei Z die Tintenausstoßmenge ist, V die Ansteuerungsspannung ist und k sowie b temperaturabhängige Konstanten sind. Wenn sich die Temperatur von einer Bezugstemperatur TO0K auf eine Temperatur Tx0K ändert, ergeben sich nach
Gleichung (1) bei den jeweiligen Temperaturen die folgen-35
den Beziehungen:
= kT0 - -17- (2) DE 5753
= kTx ' (3) 3612469
2TO h bT0
2Tx h bTx
' VT0 <
■ VTx^
Hierbei ist es erforderlich, daß unabhängig von der Temperatur die Tintenausstoßmengen ZTfi und ZT einander gleich sind. Demnach kann gemäß den Gleichungen (2) und (3) die Spannung V„ nach folgender Gleichung korrigiert werden:
Andererseits ist es denkbar, daß der gemäß Fig. 2 temperaturabhängige Faktor die Änderung der Viskosität der Tinte mit der Temperatur ist; es ist bekannt, daß die
a/T°K
Viskosität der Tinte zu e ' proportional ist, wobei a eine Konstante ist und e die Basis der natürlichen Logarithmen ist. Infolgedessen kann der Zusammenhang zwischen den Werten k und b nach Gleichung (4) folgendermaßen
ausgedrückt werden:
20
k„«/krp = e (5)
DT0/KTx " e L0J
wobei L1, L2, M1 und M2 von der Temperatur unabhängige Konstanten sind. Ferner ist es erfahrungsgemäß bekannt, daß in der Gleichung (4) t>T /k™ eine Konstante ist, so daß daher diese Konstanten im voraus empirisch ermittelt werden können.
Demgemäß wird dann, wenn die Daten für den Zusammenhang zwischen den Steuergrößen VTQ und ZT(1 für die Bezugstemperatur TO0K vorliegen, eine der Temperatur entsprechende optimale Temperaturkompensation möglich.
-18- DE 5753
Die Fig. 7 ist ein Blockschaltbild der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. In der Fig. 7 ist mit 31 eine Steuereinheit mit ρ- einer Umsetzeinheit 31A und einer Betriebssteuereinheit 31B bezeichnet. Mit 32 ist ein Tintenstrahlkopf bezeichnet. Die von diesem Kopf 32 ausgestoßene Tintenmenge wird durch ein von der Steuereinheit 31 abgegebenes Ansteuerungsspannungssignal S1 gesteuert. Mit 33 ist eine Tempe-
, 0 raturmeßeinheit mit einem Temperaturfühler für das Erfassen der Umgebungstemperatur bezeichnet. Die Temperaturmeßeinheit 33 setzt die erfaßte Temperatur in ein elektrisches Signal um und führt dieses als Temperatursignal S3 der Betriebssteuereinheit 31B zu. Der Temperaturfühler kann an irgendeiner gewünschten Stelle angebracht werden, an der mit ihm auf geeignete Weise die Umgebungstemperatur erfaßt werden kann, wie beispielsweise in der Umgebung des Düsenteils des Kopfs 32, des Tintenzuführrohrs oder des Tintenbehälters.
Aufzeichnungsdaten SO, die einer Tintenausstoßmenge entsprechen, welche für das Ausdrucken zu einer erwünschten Halbtondarstellung erforderlich ist, werden mittels der Umsetzeinheit 31A der Steuereinheit 31 in ein für den Ausstoß bei einer Bezugstemperatur von beispielsweise 25°C erforderliches AusgangsSpannungssignal umgesetzt, das in die Betriebssteuereinheit 31B eingegeben wird, Andererseits wird von der Temperaturmeßeinheit 33 die Umgebungstemperatur wie die Temperatur des Kopfs 32 erfaßt und als Temperatursignal S3 der Betriebssteuerein-
heit 31B zugeführt. Die Betriebssteuereinheit 31B führt an diesen beiden Eingangssignalen die Berechnung gemäß den vorangehend angeführten Gleichungen (4) bis (6) aus und gibt ein der gemessenen Umgebungstemperatur entsprechendes Ausgangsspannungssignal S1 an den Kopf 32 ab. 35
Infolgedessen wird der Kopf 32 unter optimaler Tempera-
-19- DE 5753
turkompensation betrieben, so daß selbst bei einer Temperaturänderung die für das beabsichtigte Drucken erforderliche Tintenausstoßmenge erzielt werden kann.
Die Steuereinheit 31 nach Fig. 7 kann beispielsweise ein Mikroprozessor sein, dessen Funktion mit einem in Fig. 8 gezeigten Verarbeitungsprogramm herbeigeführt werden kann.
Die Fig. 9 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 7, wobei zur Aufnahme der Aufzeichnungsdaten SO und des Temperatursignals S3 mehrere Umsetzeinheiten 32-1 bis 32-n vorgesehen sind. Die Umsetzeinheiten 32-1 bis
.,- 32-n bei dieser Abwandlung enthalten eine der Bezugstemperatur entsprechende Spannungsumsetzungstabelie und zusätzlich einen Speicher oder dergleichen für das Einspeichern eines dem Ergebnis der vorangehend genannten Berechnung bei einer bestimmten Temperatur entsprechenden umgesetzten Inhalts. Wenn mittels der Temperaturmeßeinheit 33 die Umgebungstemperatur erfaßt worden ist, wird das dieser Erfassung entsprechende Temperatursignal S3 als Umschaltsignal für die Umsetzeinheiten 32-1 bis 32-n herangezogen. Diese Umschaltung kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, daß in den Umsetzeinheiten
32-1 bis 32-n jeweils ein Vergleicher angebracht wird, durch den die für die gemessene Temperatur geeignete Umsetzeinheit gewählt wird. Die gewählte Umsetzeinheit setzt das der Tintenausstoßmenge entsprechende Signal SO
in ein eingespeichertes Ausgangsspannungssignal S1 um und 30
betreibt damit den Kopf 32.
D.h., mit dieser Abwandlung kann eine gleichartige Wirkung wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielt werden. Ferner wird zwar bei dieser Abwandlung im Vergleich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel die Speicherka-
-20- DE 5753
pazität groß, aber eine Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit möglich.
Es wird nun ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Tintenstrahlaufzeichnung beschrieben.
Die Fig. 10 ist ein Blockschaltbild der Tintenstrahlauf-,~n Zeichnungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, welches derart ausgelegt ist, daß entsprechend der Temperatur der Bereich von Ansteuerungs-Ausgangsgrößen in η Stufen verändert wird. In der Fig. 10 ist mit SA ein Dichtesignal bezeichnet, welches der für die erwünschte Aufzeichnung zur Halbtondarstellung erforderlichen Tintenmenge entspricht. Dieses Signal wird Begrenzern 41-1 bis 41-n zugeführt. Andererseits wird die Umgebungstemperatur mittels einer Temperaturmeßeinheit 45 mit einem Temperaturfühler oder dergleichen in ein elektrisches
Signal SD umgesetzt, das einer Schalteinheit 46 zugeführt 20
wird. Der Temperaturfühler kann an einer erwünschten Stelle angebracht werden, an der mit ihm die Umgebungstemperatur auf geeignete Weise erfaßt werden kann, wie beispielsweise in der Nähe des Düsenbereichs eines Kopfs
__ 44, des Tintenzuführrohrs oder des Tintenbehälters.
25
Entsprechend der Temperaturinformation gibt die Schalteinheit 46 ein Schaltsignal SE ab, durch das der für den herrschenden Temperaturzustand geeignete Begrenzer gewählt wird. Daraufhin wird das in diesen Begrenzer eingegebene Dichtesignal SA als Ansteuerungssignal SB an den Tintenstrahlkopf 44 mit einer Kennlinie angelegt, die für die herrschende Temperatur an dem Tintenstrahlkopf 44 geeignet ist.
-21- DE 5753
Die Begrenzer 41-1 bis 41-η begrenzen die Größe des Ansteuerungs-Ausgangssignals innerhalb eines Bereichs, bei dem bei einer der Temperaturkennlinie für den gleichg mäßigen Ausstoß nach Fig. 11 entsprechenden Temperatur keine Gleichmäßigkeitsgrenze überschritten wird; sobald ein die Grenzen überschreitendes Signal SA eingegeben wird, geben die Begrenzer ein Signal SB in der Nähe des Grenzwerts ab. Auf diese Weise kann selbst dann, wenn abhängig von der herrschenden Temperatur ein übermäßig großes oder übermäßig kleines Ansteuerungs-Eingangssignal vorliegt, der Kopf 44 gleichmäßig arbeiten. Die Begrenzer 41-1 bis 41-n können verschiedenartig ausgebildet sein, wie beispielsweise als Schalter und als Rechenvorrichtungen. Die Eingangssignale und die Ausgangssignale dieser Begrenzer 41-1 bis 41-n können beispielsweise die in Fig. 12 gezeigten Zusammenhänge haben.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung ändern sich an der Aufzeichnungsvorrichtung mit dem Tintenstrahlkopf deren Betriebsbedingungen wie beispielsweise der Bereich des gleichmäßigen Ausstoßes mit der Temperatur; durch das Messen der Temperatur und das Begrenzen der Ansteuerungsgröße auf den Bereich gleichmäßigen Ausstoßes entspre-
o_ chend der gemessenen Temperatur kann immer ein stabili-25
sierter Ausstoß herbeigeführt werden.
Als System für das Einstellen der der Aufzeichnungsvorrichtung zugeführten Antriebs- bzw. Ansteuerungsenergie
kann bei einer TintenstrahlaufZeichnungseinrichtung, bei 30
der die an den Tintenstrahlkopf angelegte Ansteuerungsspannung verändert wird, um dadurch die Ausstoßmenge zu steuern, eine Begrenzung des Spannungsdatenwerts vorgesehen werden. Ferner kann bei einer Tintenstrahlaufzeich-
nungseinrichtung, bei der die Ausstoßmenge durch Steuern 35
der Ansteuerungsimpulsbreite gesteuert wird, eine gleich-
-22- DE 5753
artige Wirkung durch Begrenzen eines Impulsbreitendatenwerts erreicht werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind mehrere Begrenzer vorgesehen, die für die jeweiligen Temperaturen ausgelegt sind, wobei das Umschalten mittels eines Temperatursignals erfolgt; die gleiche Wirkung kann auch mit einem Begrenzer erreicht werden, der ein Element für das -J^q Einstellen und Umschalten des Begrenzungspegels hat, wobei lediglich das Element umgeschaltet wird.
Die Fig. 13 zeigt eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, die durch das Hinzufügen eines Zwischenspeichers 47 zu der in Fig. 10 gezeigten Einrichtung aufgebaut ist. Bei dieser Einrichtung nach Fig. 13 wird durch ein Druckschaltsignal SF während des Drückens ein Temperaturschaltsignal SE festgehalten, so daß während des Drückens das Umschalten zwischen den Begrenzern 41-1 bis 41-n " _ verhindert ist. D.h., wenn beispielsweise die Anzahl von Schaltstufen vermindert ist und ein Umschalten während des Drückens auftritt, würde in dem aufgezeichneten Bild eine Dichteungleichmäßigkeit auftreten, die aber bei der Einrichtung gemäß dieser Ausführungsform verhindert wer-
ol- den kann.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Tintenstrahlaufzeichnung der Kopfansteuerungs-Spannungswert in bezug auf die Dichtedaten selektiv entsprechend den Temperaturdaten ausgegeben, so daß daher bei allen Temperaturbedingungen, die während des Einsatzes der Einrichtung auftreten könnten, die geeignete Ansteuerungsspannung für den Aufzeichnungskopf erzielt wird; ferner wird auch die Betriebsfrequenz für den Aufzeichnungskopf verändert, wodurch bei allen Temperaturbedingungen, die während des Betriebs der Einrich-
-23- DE 5753
tung auftreten könnten, die Betriebsfrequenz und die Ansteuerungsspannung für den Aufzeichnungkopf optimal werden; dadurch wird eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung geschaffen, mit der immer eine Aufzeichnung in hoher Güte erreicht wird und bei der sich aus der Temperatur des Aufzeichnungskopfs ergebende Ungleichmäßigkeiten der Charakteristika vollständig beseitigt sind. Bei dieser Aufzeichnungseinrichtung wird bei jeglichen Tempein raturbedingungen die Tintenausstoßmenge des Kopfs geeignet eingestellt, so daß eine Aufzeichnung zur Halbtondarstellung in hoher Qualität ermöglicht ist. Ferner kann die Tintenausstoßmenge mittels eines einfachen Schaltungsaufbaus geeignet eingestellt werden, so daß sich im Vergleich zu der herkömmlichen Einrichtung, bei der ein
Heizelement oder dergleichen verwendet wird, eine Stromersparnis, eine Kostenverringerung, ein kompakter Aufbau und eine verbesserte Zuverlässigkeit der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung ergeben.
Es wird eine TintenstrahlaufZeichnungseinrichtung angegeben, bei der die Betriebsfrequenz eines Kopfs entsprechend der Temperatur verändert wird und entsprechend der Temperatur Dichtedaten in eine optimale Kopfansteuerungsspannung umgesetzt werden, wodurch unter jeglichen Tempe-
raturbedingungen die Ausstoß-Betriebsfrequenz und die Ansteuerungsspannung für den Aufzeichnungskopf optimal werden und damit eine Aufzeichnung in hoher Qualität gewährleistet ist, wobei durch die Temperatur des Aufzeichnungskopfs verursachte Ungleichmäßigkeiten der Cha-30
rakteristika ausgeglichen werden.
- Leerseite -

Claims (5)

TiEDTKE - BüHLING - KlNNE - GrUPE SSSÄSS r* f* O " Dipl.-mg. H.Tiedtke Pellmann - Urams - Otruif Dipi-cnem.g. 1 *) I C Q Dipl.-Ing. R. Kinne I Z H D Ό Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent München 14. April 1986 DE 5753 Patentansprüche
1. Einrichtung zur Tintenstrahlaufzeichnung, bei der mittels einer Treibervorrichtung Tintentröpfchen entsprechend dem Ausgangssignal einer Temperaturmeßvorrichtung zum Erfassen der Umgebungstemperatur zu einem Aufzeichnungsmaterial hin ausgestoßen werden, gekennzeichnet durch eine Ausstoßmengendaten-Ausgabevorrichtung (C; 11; 31; 41, 46) zur Aufnahme von Temperaturmeßdaten aus der Temperaturmeßvorrichtung (B; 2; 33; 45) und Aufzeichnungsdichtedaten als Eingangssignale und zur Abgabe dementsprechender Optimalausstoßmengendaten an die Treibervorrichtung (E; 22; 32; 44).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festlegen einer maximalen Betriebsfrequenz gemäß den Temperaturmeßdaten aus der Temperaturmeßvorrichtung (B; 2) eine Betriebsfrequenz-Bestimmungsvorrichtung (D; 1) vorgesehen ist und daß die Treibervorrichtung (E; 22) entsprechend den aus der Ausstoßmengendaten-Ausgabevorrichtung (C; 11) erhaltenen Optimalausstoßmengendaten mit der durch die Betriebsfrequenz-Bestimmungsvorrichtung festgelegten maximalen Betriebsfrequenz betreibbar ist.
"er Bam·. (Munchem Klo. 3933 844 Deu!schc Β,ν* (Muncneni » 286 1Ü6C Posischeckamt (München) Klo 670-43 J04
A/25
-2- DE 5753
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßmengendaten-Ausgabevorrichtung eine Datenumsetztabelleneinheit (11) aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Bildverarbeitungseinheit (8) zum Ausführen einer vorbestimmten Bildaufbereitung an einem Bildeingangssignal und zum Umsetzen dieses Signals in Dichtedaten.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsfrequenz-Bestimmungsvorrichtung eine Ablaufsteuereinheit (1 ) aufweist.
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