DE2347594A1

DE2347594A1 - Fluessigkeitsstrahldrucker

Info

Publication number: DE2347594A1
Application number: DE19732347594
Authority: DE
Inventors: Bruce Allen Wolfe
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-10-05
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1974-04-11
Also published as: JPS5237937B2; FR2202472A5; BE804778A; IT992694B; CA1001209A; JPS49101467A; DE2347594B2; NL7311909A; DE2347594C3; AU6051073A; CH557241A; GB1432646A; NL170468C; NL170468B; BR7307721D0; SE392535B; AU476257B2; ES419207A1; US3813676A

Description

Die Erfindung geht von einer im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art aus.

Bisher bekanntgewordene Drucker dieser Art, z.B. durch USA Patentschrift 3 298 030, enthalten Zeichenspeicher, die sequentiell abgetastet werden, um ein Videosignal zu erzeugen, das zum Steuern der Aufladung der Flüssigkeitströpfchen dient. Die in dem in der Regel als Matrix aufgebauten Zeichenspeicher gespeicherte Information ist ein Binärwert, der angibt, ob eine bestimmte Stelle eier Zeichenmatrix zu bedrucken ist oder nicht. Das von den vorbekannten Vorrichtungen erzeugte sequentielle, binäre Videosignal wird mit einer Sägezahnspannung in der Weise kombiniert, daß für jedes Drucksignal eine Aufladungsspannung entsteht, deren Amplitude durch den Augenblickswert der Sägezahnspannung bestimmt ist.

Die sequentielle Abtastung der Zeichenmatrix schränkt die Flexibilität der Tröpfchen-Positionierung auf eine kleine, feste Anzahl von Plätzen in einer normalerweise rechteckigen Matrix ein. Diese Beschränkung ergibt unbefriedigenden Druck von Zeichen mit diagonalen Linien oder graphischen Darstellungen.

Ks ist die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, einen

A-O 9 8 15/0794

Flüssigkeitsstrahldrucker zu schaffen, der die geschilderten Nachteile vermeidet und darüber hinaus eine größere Druckgeschwindigkeit ermöglicht.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. .

Einzelheiten der Erfindung·sind nachstehend anhand eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema eines Flüssigkeitsstrahldruckers,

Fig. 2A ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Umsetzen

eines Zeichencodewortes in eine Aufladungsspannung ,

Fig. 2B ein Blockschaltbild eines Zeichengenerators, Fig. 2C eine Codetabelle für das Zeichen "8", Fig. 3A eine Darstellung des Zeichens "8",

Fig. 3B eine Darstellung der relativen Verschiebung

der Tröpfchen, die das Zeichen "8" bilden, als Funktion der binär codierten Aufladungsspannung ,

Fig. 3C schematisch die Anordnung der Ablenkelektroden.

In Fig. 1 ist ein Flüssigkeitsstrahldrucker 100 dargestellt, bei dem Flüssigkeit von einem mit einer Pumpe ausgerüsteten Tank unter Druck durch eine Leitung 112 zu einer Düse 110 gefördert wird. Mittels eines an einen Treiber 122 angeschlossenen Wandlers 12O wird der Düse 110 eine Vibration erteilt, wodurch der zunächst kontinuierliche Flüssigkeitsstrahl 102 in eine Folge von gleichen Tröpfchen 104 aufgelöst wird. An der Stelle der Flugbahn, an welcher die Strahlauflösung erfolgt, ist eine ringförmige

⁹⁷²⁰⁰⁶ -AO9815/0.7SU

Elektrode 130 öngeordnet, durch welche die einzelnen Tröpfchen 104 auf ein Potential aufgeladen werden. Diese Ladung erfolgt durch eine Datenquelle 132, an die die Elektrode 130 angeschlossen ist. Die geladenen Tröpfchen fliegen durch ein elektrisches Feld zwischen zwei Ablenkelektroden 140. Die Ablenkeletroden 140 liegen an konstantem Potential, so dass auch das elektrische Feld zwischen ihnen konstant ist. Die das elektrische Feld durchfliegenden Tröpfchen 104 werden entsprechend der ihnen individuell erteilten Ladung abgelenkt. Denjenigen Tröpfchen, die am Abdruckvorgang nicht teilnehmen sollen, wird eine Ladung erteilt, die sie in eine Auffangvorrichtung 150 ablenkt, von wo die Flüssigkeit durch eine Leitung 152 in den Tank zurückgeführt wird. -

Aus Fig. 3G ist zu ersehen, dass die Ablenkelektroden 140 schräg zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 160 angeordnet sind. Der Winkel φ (Fig. 3C) ist so gewählt, dass die zur Verfugung stehenden . ■' Tröpfchen möglichst vollständig zum Drucken genutzt werden können, ohne dass komplizierte Ausgleichsvorrichtungcn nötig sind. In einem bevorzugten Ausiührungsbeispiel liegt der Winkel zwischen 20 und 30 , je nach der Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers, und der Tropfchengrösse.

EN 9-72-006

4098 15/0794"

Anhand von Fig. 2A und 2B wird nun die Datenquelle d.h. die Zeichenerzeugung beschriebc-n. Ein Zeichencodewort, das einem zu druckenden Zeichen entspricht, wird zunächst einem Pufferspeicher 310 zugeführt.. Zweck dieses Pufferspeichers ist die vorübergehende Speicherung der Zeichencodewörter, um. eine Synchronisation mit dem Signal eines (nichtgezeigten) Taktgebers zu ermöglichen.

"' Die Zeichencodewörter werden von dem Pufferspeicher 310 einem Zeichengenerator 320 zugeführt, der in Fig. 2B gezeigt ist.

Die Zeichencodewörter bestehen aus η Bits. Bei einem weniger als 64 Zeichen umfassenden Zeichensatz können die Zeichencodewörter beispielsweise sechs parallele Bits aufweisen. Die Zeichencodewörter werden durch einen Decodierer 322 decodiert, dessen erstes Ausgangssignal die Adresse eines Speicherplatzes in einem ZeichenspeJcher 326 ist, in der eine binäre Darstellung der Aufladungsspannung gespeichelt ist, die dem ersten Tropfchon des zu druckenden Zeichens erteilt werden soll. Diese Adresse wird einem Adresszähler 324 zugeführt, der die Adressierung des Zeichen.Speichers über eine Leitung 323 steuert.

IMn zweites AusgaiKissignal des Decodierers 322 wird zu einem Ticpfchoiv-

ΠΝ -9-72-006

BAD OPUQINAL

U 0 9 8 1 5 / (J 7 H /.

zähler 327 übertragen und dieser auf die Anzahl der für das betreffende decodierte Zeichen zu druckenden Tröpfchen eingestellt.

Es ist darauf hinzuweisen, dass verschiedene Zeichen des gleichen Zeichensatzes aus unterschiedlichen Anzahlen von Tröpfchen zusammengesetzt v/erden. Beispielsweise kann der Fig. 2 C entnommen werden, dass das Zeichen "8" aus 14 Tröpfchen besteht. Einige Zeichen können weniger, andere wesentlich mehr als 14 Tröpfchen erfordern. Um daher den Zeichenspeicher 326 möglichst rationell zu benutzen, wird die Tröpfchenzählung zum Rückstellen des Adresszählers 324 herangezogen, wodurch unnötige Speicherzugriffszyklen vermieden werden.

Der Zeichenspeicher 326 (Fig. 2B) ist als dreidimensionale Matrix mit K Speicherplätzen ausgebildet, wobei K die Anzahl der in einem gegebenen Alphabet vorhandenen Zeichen ist, deren jedem L Tröpfchen zugeordnet

sind. Die Grosse L ist veränderlich und hängt von dem zu druckenden Zeichen ab. Jedem Speicherplatz sind ferner m Bits zugeordnet, die das Auflcindungspotontial für ein bestimmtes Tröpfchen eines Zeichens repräsentieren.

KN 9 7\>. .-MK,

U 0 9 8 Hi / 0 7 i

~⁶' 234759A

Das Ausgangssignal des Zeichenspeichers 326, das aus m parallelen Bits besteht, wird einem-Video-Pufferspeicher 328 zugeführt, der die binäre Darstellung des Aufladungspotentials für die zum Abdruck vorgesehenen. Tröpfchen vorübergehend speichert.

Das Ausgangssignal des Zeichengenerators 320 (Fig. 2A), i.e. das Ausgangs signal des Video-Pufferspeichers 328 (Fig. 2B) wird zu einem Video-Decodierer 330 übertragen, der die digitale Darstellung des Aufladungspotentials in eine Analogspannung umsetzt, die mittels eines an die Elektrode 13 0 angeschlossenen Video-Verstärkers 340 verstärkt wird.

Wie bereits erwähnt, enthält der Zeichenspeicher 32G Information über das jedem einzelnen der L Tröpfchen jedes dor K Zeichen zugeordnete Aufladung spotcntial.

Bezugnehmend auf die Fig. 2C, 3Λ, 3B und 3C wird nun das Drucken des für alle andern repräsentativen Zeichens "0" beschrieben.

Fig. 2C zeigt die dezimalen und binären Code-Darstellungen der Aufladuncjspotenliaie, die den 14 zu druckenden Tröpfchen des Zeichens "8" zugeordnet sind. Beispielsweise hat das Tröpfchen Ll ein dezimales

EN 9-72-006

Codewort "2" und ein binäres Codewart ¹¹OlO", Gemäss Fig. 3B liegt das Tröpfchen Ll zvrsi Potentialeinheiten über der Grundlinie. Auch die andern für die Bildung des Zeichens "8" erforderlichen Tröpfchen liegen entsprechend dem in Fig. 2C angegebenen binären Codewort um eine Anzahl von Pptentialeinheiten über der Grundlinie.

Anhand der Fig. 3A und 3C werden nun .Zweck und Funktion der unter einem Winkel φ angeordneten Ablenkelektroden 140 erläutert. Dieser Winkel hat ungefähr 26., 5 bezogen auf die Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers. In Fig. 3Ä ist gezeigt,- dass die Tröpfchen einer Flugbahn folgen, die um 90 -φ zur Grundlinie geneigt ist. Jedes Tröpfchen kann daher entsprechend der binären Potentialdarstellung an irgendeinem Punkt entland der ihm zugeordneten gestrichelten Linie abgesetzt werden. So könnte beispielsweise das Tröpfchen L 8 an jeder von sieben Positionen abgesetzt werden, die durch ein entsprechendes Binär-Codewort im Speicher 326 charakterisiert sind. Diese Möglichkeit steht im Gegensatz zu vorbekannten Zeichenefzcugungs-Techniken, bei denen lediglich Information über das Vorhandensein oder Nicht-Vorhanden-r sein eines zu druckenden Tröpfchens gespeichert war. Es liegt auf der Hand, dass die hier gegebene technische Lehre grössere Flexibilität als die vorbekannten Techniken bietet.

j:n s -y;? -ooG

4 0 9 8 15/079/.

Femer ist es nicht erforderlich, Vorkehrungen zu treffen, um die gegenseitige Beeinflussung der Tröpfchen zu kompensieren, da diese bereits bei der Zuordnung der binären Darstellung des Aufladungspotentials für die einzelnen Tröpfchen bemck sichtigt werden kann. Es kann daher auf sogenannte Schutztröpfchen verzichtet werden, und jedes aus der Düse 110 austretende Tröpfchen steht zum Drucken zur Verfügung. '

Obwohl die vorliegende Erfindung einen um den Faktor 2 grösseren Speicher erfordert, ergibt sich ein wesentlicher Gewinn dadurch, dass die Anzahl der möglichen Abdruck stellen auf dem Aufzeichnungsträger für jedes Tröpfchen um den Faktor 10 erhöht ist und die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers verdoppelt werden kann.

EN 9-72-006

Α09 8Ί5/0794

Claims

PATENTANSPRÜCHE

FlüssigkeitsStrahldrucker mit einer an einen Tank angeschlossenen Düse, aus welcher der auf einen Aufzeichnungsträger gerichtete Flüssigkeitsstrahl austreten kann, und mit einer Vorrichtung zum Auflösen des Flüssigkeitsstrahls in einzelne Tröpfchen, gekennzeichnet durch Mittel (320) zum Erzeugen einer Signalspannung, die der gewünschten Abdruckposition jedes einzelnen, einem Zeichen zugeordneten Tröpfchens (104) entspricht, und durch Ablenkmittel (140), die derart angeordnet aind, daß die Flugbahnen der Tröpfchen (104) mit der Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers (160) einen spitzen Winkel (90 -Φ) einschließen.

Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (320) einen Speicher (326) umfassen, in dem die binäre Darstellung der relativen Stellung der einzelnen, einem zu druckenden Zeichen zugeordneten Tröpfchen (L1 ... L14) gespeichert werden kann.

Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (320) einen Zähler (327) für die einzelnen, einem zu druckenden Zeichen zugeordneten Tröpfchen (L1 ... L14) umfassen.

Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel (140) in einem Winkel (Φ) zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers (160) angeordnet sind, wobei der Winkel (Φ) entsprechend der Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers (160), der Tröpfchengröße und dem gewünschten Abstand zwischen benachbarten Tröpfchen gewählt ist.

°⁰⁶