DE3612469C2 - Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tintenstrahl- Aufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät ist aus der DE 33 24 215 A1 bekannt und umfaßt eine Tintenstrahl- Aufzeichnungseinrichtung zum Ausstoßen von Tinte in Abhängigkeit von einem von einer Treibereinrichtung abgegebenen Treibersignal, welches die Treibereinrichtungen in Abhängigkeit von einem Eingangssignal erzeugt, welches an die Treibereinrichtung angelegt wird. Die Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung stößt eine große Tintenmenge aus, wenn der Wert des Treibersignales groß ist und eine kleine Tintenmenge aus, wenn der Wert des Treibersignales klein ist. Das Eingangssignal wird dabei variiert, um die durch die Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung auszustoßende Tintenmenge zu verändern.

Die DE OS 30 38 398 offenbart ein Tintenstrahl- Aufzeichnungsgerät, das mit einem kontinuierlichen Flüssigkeitströpfchenausstoß arbeitet. Bei dem bekannten Aufzeichnungsgerät kann eine Prüfeinheit vorhanden sein, die den Ladungszustand, der durch eine Aufladeeinrichtung aufgeladenen Tintentröpfchen erfaßt, und hieraus auf das Auftreten unerwünschter sekundärer Tintentröpfchen schließt. Entsprechend dem Ausgangssignal der Prüfschaltung wird die Spannung gemäß dem elektromechanischem Wandelelement zugeführten Treibersignales so beeinflußt, daß eine stabile Tröpfchenausstoßung ohne sekundäre Tintentröpfchen erfolgt.

Schließlich ist aus der DE OS 29 43 164 noch ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät bekannt, bei dem eine Vorerwärmung der Tinte auf eine konstante Temperatur vorgesehen ist. Hierzu ist ein Temperaturfühler und ein die Tinte aufheizendes Heizelement vorhanden. Die Vorerwärmung dient dazu, die notwendige Treiberspannung herabzusetzen und das Ausstoß-Ansprech-Vermögen zu verbessern, so daß Hochgeschwindigkeitsaufzeichnungen möglich sind.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine fehlerfreie Aufzeichnung sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Tintenstrahl- Aufzeichnungsgerät mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen auf besonders vorteilhafte Art und Weise gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu­ tert.

Fig. 1 ist eine Blockdarstellung, die den grundlegenden Aufbau der erfindungsgemäßen Tintenstrahlauf­ zeichnungseinrichtung gemäß einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt.

Fig. 2 ist eine grafische Darstellung, die die Abhängig­ keit 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 Gestaltung einer Tabelleneinheit nach Fig. 3 zeigt.

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.

Fig. 7 ist eine Blockdarstellung, die den grundlegenden Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung zeigt.

Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsvor­ gangs 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 erfindungsge­ mäßen Einrichtung zeigt.

Fig. 11 ist eine grafische Darstellung, die einen Bereich von Ansteuerungsenergie für das Erzielen eines gleichmäßigen Ausstoßes in bezug auf die Tempera­ tur zeigt.

Fig. 12 ist eine grafische Darstellung, die die Funk­ tionsweise 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 rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeich­ nungseinrichtung beschrieben.

In der Fig. 1, die den grundlegenden Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels zeigt, ist mit A eine Tintenstrahl­ aufzeichnungsvorrichtung für das Ausstoßen von Tinten­ tröpfchen auf ein Aufzeichnungsmaterial und dadurch für das Aufzeichnen bezeichnet, mit B eine Temperaturmeßvor­ richtung zum Erfassen der Umgebungstemperatur bezeichnet und mit C eine Ausstoßmengendaten-Ausgabevorrichtung bezeichnet, die als Eingangssignale Temperaturmeßdaten aus der Temperaturmeßvorrichtung B sowie Aufzeichnungs­ dichtedaten aufnimmt und die dementsprechende Optimalaus­ stoßmengendaten abgibt. Mit D ist eine Betriebsfrequenz- Bestimmungsvorrichtung zum Festlegen der maximalen Be­ triebsfrequenz der Aufzeichnungsvorrichtung A entspre­ chend den Temperaturmeßdaten aus der Temperaturmeßvor­ richtung B bezeichnet. Mit E ist eine Treibervorrichtung für das Ansteuern der Aufzeichnungsvorrichtung A mit der durch die Betriebsfrequenz-Bestimmungsvorrichtung D fest­ gelegten maximalen Frequenz gemäß den aus der Ausstoßmen­ gendaten-Ausgabevorrichtung C erhaltenen Optimalausstoß­ mengendaten bezeichnet.

Die Betriebsfrequenz-Bestimmungsvorrichtung D ist nicht immer erforderlich, so daß daher die Aufzeichnungsvor­ richtung A allein entsprechend den aus der Ausstoßmengen­ daten-Ausgabevorrichtung C erhaltenen Optimalausstoßmen­ gendaten betrieben werden kann.

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 voraus in einen internen Speicher eingespeichert ist. Mit 2 ist ein als Umgebungstemperatur-Meßvorrichtung dienen­ der Temperaturfühler mit einem Thermistor oder derglei­ chen bezeichnet. Ein von dem Temperaturfühler 2 abgege­ benes Temperaturmeßsignal 3 wird mittels eines Analog/Di­ gital- 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 Bildaufbe­ reitung vornimmt und dieses Signal in Dichtedaten 9 um­ setzt sowie ferner diese Dichtedaten 9 in einen internen Speicher speichert und danach aus diesem internen Spei­ cher Ausgangssignale aufeinanderfolgend auf ein Datenaus­ gabe-Befehlssignal 7 aus der Ablaufsteuereinheit 1 hin ausgibt.

Mit 11 ist eine Datenumsetzungs-Tabelleneinheit als Aus­ stoßmengendaten-Ausgabevorrichtung bezeichnet. Die Tabel­ leneinheit 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/Ana­ log- bzw. D/A-Wandler bezeichnet, der synchron mit Spei­ cherimpulsen 13 aus der Ablaufsteuereinheit 1 die Span­ nungswertdaten 12 zeitweilig speichert und sie unter D/A- Umsetzung 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 Steuersig­ nal 16 aus der Ablaufsteuereinheit 1 gesteuert. Mit 19 ist ein Codierer bzw. Lagemeßgeber bezeichnet, der die 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 be­ zeichnet. Die Kopftreiberstufe 22 betreibt den Aufzeich­ nungskopf 23 entsprechend den analogen Spannungsdaten 15 aus dem D/A-Wandler 14 im Ansprechen auf Ausstoßbefehls­ impulse 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 Aufzeichnungsma­ terial dient.

Gemäß der nachfolgenden Beschreibung ist die Ablauf­ steuereinheit 1 mit einer Einrichtung zum Festlegen eines minimalen Zeitintervalls, nämlich einer maximalen Fre­ quenz der Ausstoßbefehlsimpulse 21 entsprechend dem Tem­ peratursignal 5 ausgestattet.

Ferner ist mit 24 eine Schrittmotortreiberstufe bezeich­ net, 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 Versetzungs­ wegs des Aufzeichnungskopfs 23 oder in der Nähe eines (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 die Tabelleneinheit 11 beispielsweise einen Festspeicher (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 Bild­ 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

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 festge­ legt, daß bei veränderten Temperaturdaten (A₆, A₇) für gleiche Dichtedaten (A₀ bis A₅) unterschiedliche Span­ nungswertdaten (D₀ 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 be­ zeichnet, während als "Motorspannung 32'" eine Ansteue­ rungsspannung für den Kopfversetzungsmotor 18 bezeichnet ist.

Die Funktion der Einrichtung mit dem vorstehend beschrie­ benen 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 Temperaturmeß­ signal 3 mittels des A/D-Wandlers 4 in das 2-Bit-Tempera­ tursignal 5 umgesetzt, das der Ablaufsteuereinheit 1 zugeführt wird (Schritt S2). Darauffolgend wird entspre­ chend dem 2-Bit-Temperatursignal 5 in der Ablaufsteuer­ einheit 1 aus konstanten Werten Tref₁, ...., Tref₄, die im voraus als Zeitkonstante Tref für das Festlegen der Be­ triebsfrequenz 1/Tref des Aufzeichnungskopfs 23 vorberei­ tet sind, beispielsweise der Wert Tref₁ gewählt (Schritt S3). Im weiteren werden aus der Ablaufsteuereinheit 1 die dem 2-Bit-Temperatursignal 5 aus dem A/D-Wandler 4 ent­ sprechenden Temperaturdaten 10 an die werthöchsten beiden Bits A₇ und A₆ des Eingangs der Tabelleneinheit 11 ange­ legt und während der Aufzeichnung einer Bildfläche (einer Seite) zwischengespeichert (Schritt S4). Diese Zwischen­ speicherung erfolgt zum Unterdrücken einer Instabilität in der Umgebung eines Temperaturwechselpunkts und des­ halb, weil es nicht erforderlich ist, die dem Aufzeich­ nungskopf 23 zugeführte Spannung zu ändern, da eine Ände­ rung der Temperatur der ausgestoßenen Tinte auch bei einer plötzlichen Änderung der Umgebungstemperatur ver­ hältnismäßig weich bzw. langsam auftritt.

Wenn dann in die Bildverarbeitungseinheit 8 das Bildein­ gangssignal 6 eingegeben wird, wird dieses in der Bild­ verarbeitungseinheit 8 der für die Abbildung erforder­ lichen vorbestimmten Bildaufbereitung unterzogen, wonach es in die Dichtedaten 9 umgesetzt wird, welche in dem internen Speicher gespeichert werden (Schritt S5). Wenn die Vorbereitung für das Drucken abgeschlossen ist, wird aus der Ablaufsteuereinheit 1 an die Bildverarbeitungs­ einheit 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 Zähl­ wert N eingestellt (Schritt S7), wonach durch das Steuer­ signal 16 die Motortreiberstufe 17 angesteuert wird. Dadurch wird der Motor 18 gespeist und damit die Ver­ setzung des Aufzeichnungskopfs 23 begonnen (Schritt S8).

Zugleich wird in der Ablaufsteuereinheit 1 ein interner Zeitgeber (31' nach Fig. 5) in Betrieb gesetzt (Schritt S9-1). Der dabei eingestellte Wert des Zeitgebers ist der konstante Wert Tref₁, 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 abgegebenen Lagesignals 20 nach dem Ablauf des Zeitgebers eingegeben wird (Schritt S9-4), zeigt dies an, daß die Geschwindigkeit der Bewegung des Aufzeichnungskopfs 23 gering ist, so daß daher die Ablaufsteuereinheit 1 den Kopfversetzungsmotor 18 beschleunigt (Schritt S9-5); falls der Anstieg des Lagesignals 20 während des Zeitab­ laufs des Zeitgebers auftritt, zeigt dies an, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungskopfs 23 hoch ist, so daß daher die Ablaufsteuereinheit 1 den Kopfver­ setzungsmotor 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 S11), 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 aufeinander­ folgend ausgeführten Betriebsvorgänge wird die Bewegungs­ geschwindigkeit 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-Teilungsab­ stand für das Bild in Übereinstimmung gebracht, wodurch die Betriebsfrequenz für den Aufzeichnungskopf 23 kon­ stant 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 wählt, daß er zu einem Zeitpunkt zu "0" wird, an dem der Aufzeichnungskopf 23, der auf diese Weise eine vorbe­ stimmte Geschwindigkeit angenommen hat, an seiner anfäng­ lichen Ausstoßstelle eingetroffen ist; daher schreitet dann, wenn bei dem Schritt S11 der Zählwert N zu "0" wird, das Programm zu einem nächsten Schritt S12 weiter, bei dem der Ausstoß mit dem Aufzeichnungskopf beginnt. Zu diesem Zeitpunkt werden schon durch das Programm bei dem Schritt S6 den Eingängen A₅ bis A₀ der Tabelleneinheit 11 die dem ersten Bildelement entsprechenden 6-Bit-Dichteda­ ten 9 aus der Bildverarbeitungseinheit 8 sowie durch das Programm bei dem Schritt S4 den Eingängen A₇ und A₆ 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 D₅ bis D₀ ausgegeben, mittels des D/A-Wandlers 14 in einen je­ weiligen 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 vorbe­ stimmte Tintenmenge ausgestoßen wird.

Darauffolgend wird von der Ablaufsteuereinheit 1 der Bildverarbeitungseinheit 8 wieder das Datenausgabe-Be­ fehlssignal 7 zugeführt, so daß aus der Bildverarbei­ tungseinheit 8 die dem nächsten Bildelement entsprechen­ den 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 schriebenen Schritte S12 bis S14 wiederholt werden, bis das Drucken einer Zeile vorgenommen ist (Schritt S15). Danach werden die vorstehend beschriebenen Betriebsvor­ gänge für eine Bildfläche bzw. Seite wiederholt, wodurch das Bild auf dem Aufzeichnungspapier aufgezeichnet wird.

Das erste Ausführungsbeispiel wurde zwar im Hinblick auf einen Fall beschrieben, bei dem nur ein Aufzeichnungskopf vorgesehen ist, jedoch besteht bei der erfindungsgemäßen Einrichtung keine Einschränkung hierauf; vielmehr ist die erfindungsgemäße Gestaltung natürlich auch bei einer Aufzeichnungseinrichtung mit einer Vielzahl von Aufzeich­ nungsköpfen oder Zeilenköpfen zur Farbaufzeichnung an­ wendbar. In diesem Fall kann die Adresse der Tabellenein­ heit (des Festspeichers, ROM) 11 entsprechend den Tempe­ raturdaten für einen jeweiligen Aufzeichnungskopf verän­ dert werden. Es ist ferner möglich, durch weiteres Stei­ gern 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 erfin­ dungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung be­ schrieben.

Bei einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit Tin­ tenausstoß "auf Abruf" ergibt sich zwischen der Ansteue­ rungsspannung und der Tintenausstoßmenge folgender Zusam­ menhang:

Z = k . V + b (1)

wobei Z die Tintenausstoßmenge ist, V die Ansteuerungs­ spannung ist und k sowie b temperaturabhängige Konstanten sind. Wenn sich die Temperatur von einer Bezugstemperatur T0 auf eine Temperatur Tx ändert, ergeben sich nach Gleichung (1) bei den jeweiligen Temperaturen die folgen­ den Beziehungen:

Z_T0 = k_T0 . V_T0 + b_T0 (2)

Z_Tx = k_Tx . V_Tx + b_Tx (3)

Hierbei ist es erforderlich, daß unabhängig von der Tem­ peratur die Tintenausstoßmengen Z_T0 und Z_Tx einander gleich sind. Demnach kann gemäß den Gleichungen (2) und (3) die Spannung V_Tx nach folgender Gleichung korrigiert werden:

V_Tx = (k_T0/k_Tx) . V_T0 + (b_T0/k_Tx) - (b_Tx/k_Tx) (4)

Andererseits ist es denkbar, daß der gemäß Fig. 2 tempe­ raturabhängige Faktor die Änderung der Viskosität der Tinte mit der Temperatur ist; es ist bekannt, daß 'die Viskosität der Tinte zu e^a/T°C proportional ist, wobei a eine Konstante ist und e die Basis der natürlichen Loga­ rithmen ist. Infolgedessen kann der Zusammenhang zwischen den Werten k und b nach Gleichung (4) folgendermaßen ausgedrückt werden:

k_T0/k_Tx = e^(L1/Tx)+M1 (5)

b_T0/k_Tx = e^(L2/Tx)+M2 (6)

wobei L1, L2, M1 und M2 von der Temperatur unabhängige Konstanten sind. Ferner ist es erfahrungsgemäß bekannt, daß in der Gleichung (4) b_Tx/k_Tx 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 V_T0 und Z_T0 für die Bezugstem­ peratur. T0 vorliegen, eine der Temperatur entsprechende optimale Temperaturkompensation möglich.

Die Fig. 7 ist ein Blockschaltbild der Tintenstrahlauf­ zeichnungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbei­ spiel. In der Fig. 7 ist mit 31 eine Steuereinheit mit einer Umsetzeinheit 31A und einer Betriebssteuereinheit 31B bezeichnet. Mit 32 ist ein Tintenstrahlkopf bezeich­ net. Die von diesem Kopf 32 ausgestoßene Tintenmenge wird durch ein von der Steuereinheit 31 abgegebenes Ansteue­ rungsspannungssignal S1 gesteuert. Mit 33 ist eine Tempe­ raturmeßeinheit mit einem Temperaturfühler für das Erfas­ sen der Umgebungstemperatur bezeichnet. Die Temperatur­ meßeinheit 33 setzt die erfaßte Temperatur in ein elek­ trisches 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 Umgebungstempera­ tur erfaßt werden kann, wie beispielsweise in der Umge­ bung des Düsenteils des Kopfs 32, des Tintenzuführrohrs oder des Tintenbehälters.

Aufzeichnungsdaten S0, die einer Tintenausstoßmenge ent­ sprechen, 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 er­ faßt 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 entspre­ chendes Ausgangsspannungssignal S1 an den Kopf 32 ab. Infolgedessen wird der Kopf 32 unter optimaler Tempera­ turkompensation betrieben, so daß selbst bei einer Tempe­ raturänderung die für das beabsichtigte Drucken erforder­ liche Tintenausstoßmenge erzielt werden kann.

Die Steuereinheit 31 flach 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 S0 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 Bezugstem­ peratur entsprechende Spannungsumsetzungstabelle und zu­ sätzlich einen Speicher oder dergleichen für das Einspei­ chern eines dem Ergebnis der vorangehend genannten Be­ rechnung bei einer bestimmten Temperatur entsprechenden umgesetzten Inhalts. Wenn mittels der Temperaturmeßein­ heit 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 da­ durch 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 S0 in ein eingespeichertes Ausgangsspannungssignal S1 um und betreibt damit den Kopf 32.

D. h., mit dieser Abwandlung kann eine gleichartige Wir­ kung wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielt werden. Ferner wird zwar bei dieser Abwandlung im Ver­ gleich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel die Speicherka­ pazität groß, aber eine Verarbeitung mit hoher Geschwin­ digkeit möglich.

Es wird nun ein drittes Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung zur Tintenstrahlaufzeichnung beschrieben.

Die Fig. 10 ist ein Blockschaltbild der Tintenstrahlauf­ zeichnungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbei­ spiel, welches derart ausgelegt ist, daß entsprechend der Temperatur der Bereich von Ansteuerungs-Ausgangsgrößen in n Stufen verändert wird. In der Fig. 10 ist mit SA ein Dichtesignal bezeichnet, welches der für die erwünschte Aufzeichnung zur Halbtondarstellung erforderlichen Tin­ tenmenge entspricht. Dieses Signal wird Begrenzern 41-1 bis 41-n zugeführt. Andererseits wird die Umgebungstempe­ ratur mittels einer Temperaturmeßeinheit 45 mit einem Temperaturfühler oder dergleichen in ein elektrisches Signal SD umgesetzt, das einer Schalteinheit 46 zugeführt wird. Der Temperaturfühler kann an einer erwünschten Stelle angebracht werden, an der mit ihm die Umgebungs­ temperatur auf geeignete Weise erfaßt werden kann, wie beispielsweise in der Nähe des Düsenbereichs eines Kopfs 44, des Tintenzuführrohrs oder des Tintenbehälters.

Entsprechend der Temperaturinformation gibt die Schalt­ einheit 46 ein Schaltsignal SE ab, durch das der für den herrschenden Temperaturzustand geeignete Begrenzer ge­ wählt wird. Daraufhin wird das in diesen Begrenzer einge­ gebene Dichtesignal SA als Ansteuerungssignal SB an den Tintenstrahlkopf 44 mit einer Kennlinie angelegt, die für die herrschende Temperatur an dem Tintenstrahlkopf 44 ge­ eignet ist.

Die Begrenzer 41-1 bis 41-n begrenzen die Größe des Ansteuerungs-Ausgangssignals innerhalb eines Bereichs, bei dem bei einer der Temperaturkennlinie für den gleich­ 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 Rechenvorrichtun­ gen. 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 Ansteuerungs­ größe auf den Bereich gleichmäßigen Ausstoßes entspre­ chend der gemessenen Temperatur kann immer ein stabili­ sierter Ausstoß herbeigeführt werden.

Als System für das Einstellen der der Aufzeichnungsvor­ richtung zugeführten Antriebs- bzw. Ansteuerungsenergie kann bei einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, bei der die an den Tintenstrahlkopf angelegte Ansteuerungs­ spannung verändert wird, um dadurch die Ausstoßmenge zu steuern, eine Begrenzung des Spannungsdatenwerts vorgese­ hen werden. Ferner kann bei einer Tintenstrahlaufzeich­ nungseinrichtung, bei der die Ausstoßmenge durch Steuern der Ansteuerungsimpulsbreite gesteuert wird, eine gleich­ artige Wirkung durch Begrenzen eines Impulsbreitendaten­ werts erreicht werden.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind mehrere Begren­ zer vorgesehen, die für die jeweiligen Temperaturen aus­ gelegt sind, wobei das Umschalten mittels eines Tempera­ tursignals erfolgt; die gleiche Wirkung kann auch mit einem Begrenzer erreicht werden, der ein Element für das Einstellen und Umschalten des Begrenzungspegels hat, wobei lediglich das Element umgeschaltet wird.

Die Fig. 13 zeigt eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrich­ tung, 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 Druck­ schaltsignal SF während des Druckens ein Temperatur­ schaltsignal SE festgehalten, so daß während des Druckens 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 Druckens auftritt, würde in dem aufgezeichneten Bild eine Dichteungleichmäßigkeit auftreten, die aber bei der Einrichtung gemäß dieser Ausführungsform verhindert wer­ den kann.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung zur Tintenstrahlaufzeichnung der Kopfansteuerungs-Spannungswert in bezug auf die Dichteda­ ten 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 Tempe­ raturbedingungen, die während des Betriebs der Einrich­ tung auftreten könnten, die Betriebsfrequenz und die Ansteuerungsspannung für den Aufzeichnungkopf optimal werden; dadurch wird eine Tintenstrahlaufzeichnungsein­ richtung geschaffen, mit der immer eine Aufzeichnung in hoher Güte erreicht wird und bei der sich aus der Tempe­ ratur des Aufzeichnungskopfs ergebende Ungleichmäßigkei­ ten der Charakteristika vollständig beseitigt sind. Bei dieser Aufzeichnungseinrichtung wird bei jeglichen Tempe­ raturbedingungen die Tintenausstoßmenge des Kopfs geeig­ net eingestellt, so daß eine Aufzeichnung zur Halbtondar­ stellung in hoher Qualität ermöglicht ist. Ferner kann die Tintenausstoßmenge mittels eines einfachen Schal­ tungsaufbaus geeignet eingestellt werden, so daß sich im Vergleich zu der herkömmlichen Einrichtung, bei der ein Heizelement oder dergleichen verwendet wird, eine Strom­ ersparnis, eine Kostenverringerung, ein kompakter Aufbau und eine verbesserte Zuverlässigkeit der Tintenstrahlauf­ zeichnungseinrichtung ergeben.

Es wird eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung angege­ ben, bei der die Betriebsfrequenz eines Kopfs entspre­ chend der Temperatur verändert wird und entsprechend der Temperatur Dichtedaten in eine optimale Kopfansteuerungs­ spannung 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 Auf­ zeichnungskopfs verursachte Ungleichmäßigkeiten der Cha­ rakteristika ausgeglichen werden.

Claims (5)

1. Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät mit einer Tintenstrahl- Aufzeichnungseinrichtung zum Ausstoßen vom Tinte in Abhängigkeit von einem durch eine Treibereinrichtung in Abhängigkeit von einem Eingangssignal an sie angelegten Treibersignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibereinrichtung (22, 41-1 bis 41-n) einen oberen Begrenzungsbereich mit einem oberen Grenzwert zur Erzeugung eines konstanten Treibersignals bei verhältnismäßig hohem Eingangssignal sowie einen unteren Begrenzungsbereich mit einem unteren Grenzwert zum Erzeugen eines konstanten Treibersignals bei verhältnismäßig niedrigem Eingangssignal aufweist, wobei der obere und der untere Grenzwert jeweils temperaturabhängig festgelegt ist, und zwar dergestalt, daß die Grenzwerte mit zunehmender Temperatur geringer werden.

2. Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Betriebsfrequenz-Bestimmungsvorrichtung (D; 1) vorgesehen ist, über die eine maximale Betriebsfrequenz der Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung in Abhängigkeit von über eine Temperaturerfassungseinrichtung (B; 2) erfaßten Temperaturdaten festlegbar ist, und
daß die Treibereinrichtung (22, 41-1 bis 41-n) die Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung mit der maximalen Betriebsfrequenz ansteuert, die durch die Betriebsfrequenz- Bestimmungseinrichtung auf der Basis von über eine Ausstoßmengendaten-Ausgabeeinrichtung (C; 11) abgegebenen Optimalausstoßmengen-Daten bestimmt wurde.

3. Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßmengendaten- Ausgabeeinrichtung eine Datenumsetzungstabelleneinheit umfaßt.

4. Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bildverarbeitungseinheit (8) zum Ausführen einer vorbestimmten Bildverarbeitung eines eingegebenen Bildsignales und zum Umsetzen des Signals in Dichtedaten.

5. Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsfrequenz- Bestimmungsvorrichtung aus einer Folgesteuereinheit (1) besteht.