DE1960522A1

DE1960522A1 - Tintentroepfchen-Schreibsystem

Info

Publication number: DE1960522A1
Application number: DE19691960522
Authority: DE
Inventors: Bischoff Vincent E; Stone Joseph J
Original assignee: AB Dick Co
Current assignee: AB Dick Co
Priority date: 1968-12-23
Filing date: 1969-12-02
Publication date: 1970-06-25
Also published as: GB1293910A; US3562761A; FR2026916A1; DE1960522B2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 1 9 O U O 2

Dipl.-Ing. H. We ι c km an n, DiPL₁-PhYs. De.. ILFingke Dipl.-Ing. RA."Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

3 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH S6Q S20

MÖHLSTB.ASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

A.B. DICK

5700 V/est I¹OUh₁T Ave., Chicago, Illinois, V.St.A.

(Pintentrö-of chen-Schreibs.ys tem

Die Erfindung besieht sich auf eine Vorrichtung zur Ausführung von SchreibvorgHiigen mit Hilfe von -Pintentröpfchen, die durch ein Bildsignal aufgeladen und durch ein elektrisches Feld hindurchgeleitet v/erden, in welchem sie entsprechend ihrer Ladung abgelenkt werden.

Es ist bereits eine T-intentröpfchen-Schreibainrichtunr entwickelt worden, bei der Tinte unter Druck einer Düse zugeführt wird. Die Düse wird in Abhängigkeit von einem Synchronisiersignal in Schwingungen versetzt, das auch zur Synchronisierung von Bildsignalen verwendet wird. Die in Schwingungen versetzte Düse ruft einen Tintenstrahl hervor, der in einem bestimmter. Abstand von der Düsenspitze entfernt in einseine gleichmäßige Tintentröpfchen zerfällt. Die Frequenz, mit der diese Tröpfchenbildung erfolgt, ist durch die Vibrationsfrequenz bestimmt. An der Stelle, an der der Tintenstron beginn-t, in einzelne Tröpfchen zu zerfallen, ist eine Lac.e-

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einrichtung· vorgesehen, die jeden Tropfen auflädt. Bei dieser Einrichtung handelt, es sich gewöhnlich um ein leitendes ?uohr oder um einen leitenden Zylinder. Zwischen der Düse- und dem Zylinder werden Bildsignale angelegt, deren jeweilige Amplitude die Ladung bestimmt, die der jeweilige den Tintenstrom verlassende Tropfen annimmt«, ' ' ·

Das jeweilige Tröpfchen gelangt anschließend durch ein konstantes elektrisches ]?eld hindurch, in welchem eine Tröpfchenablenkung' erfolgt. Die Stärke der Ablenkung ist durch, die Amplitude der auf dem jeweiligen Tröpfchen befindlichen Ladung bestimmt. An der Grenze des elektrischen Feldes ist ein Aufzeichnungsträger vorgesehen, auf den die Tröpfchen fallen,, Da die Ablenkung der Tröpfchen durch die auf diesen befindliche Ladung bestimmt ist, kann mit Hilfe der betrachteten Anordnung also eine durch ein Videosignal übertragene Information aufgezeichnet werden, und zwar mit Hilfe von Tinte.

Wie zuvor, ausgeführt,, werden die Tröpfchen "zu dem Zeitpunkt, su dem sie sich von dem Flüssigkeitsstrom, lösen, durch elektrostatische Induktion aufgeladen. V/ird das durch das Bildsignal erzeugte Feld während der Tröpfchentrennung beibehalten, so führt das jeweilige Tröpfchen eine durch dieses Bildsignal bestimmte Ladung. Es dürfte einzusehen sein, daß in dem Fall, daß das Bildsignal zum Zeitpunkt der Tröpfchentrennung ansteigt oder absinkt oder nicht vorhanden ist, die Ladung auf dem jeweiligen Tröpfchen nicht die Ladung des betreffenden Bildsignals sein wird. Um auf bestimmte Tröpfchen spezifische Ladungen aufzubringen, muß daher das Auftreten der Tröpfchentrennung bzw. -bildung oder die Phasenlage der Tröpfchenbildung in Bezug auf das Bildsignal bekannt sein. Bei Fehlen einer Steuerung während der Tröpfchenbildungszeit auf Grund nicht vorhersagbarer Phasenänderungen in der Tintentröpfchenbildung uerden die Gleichförmigkeit und die Qualität der Wiedergabe nachteilig beeinflußt.

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Es ist bereits an anderer Stelle vorgeschlagen worden (US-Patentanmeldung, Serial Έο. ?12 800), die Ermittelung der Phasenlage der Tintentröpfchen dadurch vorzunehmen, aai ein Detektor an der Stelle angeordnet wird, an der die Tintentröpfchen abgelenkt werden sollten, wenn sie in geeignet~r Weise aufgeladen waren» Sind die Tintentröpfchen nicht richtig aufgeladen, so wird auf Grund der Anzeige einer fehlerhaften Tintentröpfchenbildungs-Phasenlage kein Signal von dem Detektor erhalten. Die Phasenlage der Schwingungen der Düse würde daraufhin so verschoben werden, daß die Phasenlage der Ausbildung der Tintentröpfchen wieder stimmt. Auf diese "eise würden die Tintentröpfchen, richtig aufgeladen w erden.

Es ist auch schon eine Anordnung beschrieben worden (US-Patentanmeldung, Serial No. 712 808), um eine Phasenüberwachung und -korrektur der Tintentröpfchenbildung vorzunehmen. Babei ist die Frequenz des Bildsignals in Bezug auf die Frequenz, mit der die Tintentröpfchen erzeugt werden, so gewählt, daß bei genauer Phasenlage alternierend auftretende Tintentröpfchen eine Ladung annehmen, V/ährend der Laufzeit zwischen dem Ladetunnel und dem Phasendetektor bestellt für ein geladenes Tintentröpfchen die Neigung, mit dem benachbarten nicht geladenen Tintentröpfchen zusammenzugehen. Demzufolge kann ein Frequenzdetektor verwendet v/erden. V/erden die Tintentröpfchen-niit richtiger Phasenlage erzeugt, so betrat die Frequenz der an dem Tröpfchen-Detektor ankommenden Tr^:irfchen die Hälfte der Frequenz, mit der die Tröpfchen erzeugt worden sind. ^!.."enn die Phasenbeziehung nicht stimmt, besitzen die von den Detektor aufgenommenen Tröpfchen eine davon abweichende Frequenz.

Obwohl aas gerade betrachtete Verfahren zur Ermittelung der Phasenlage der Iintentröofchen zufriedenstellend arbeitet, erfordert die Zug ariinenb ellung oder Zusammenfassung der

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benachbarten Tintentröpfchen eine ziemlich lange Flugzeit der Tintentröpfchen, um nämlich absolut sicherzustellen, daß dieser Vorgang auftritt. "Es hat sich ferner gezeigt, daß die auf den Tröpfchen befindlichen Ladungen einen beacht lichen V/ert aufzuweisen haben. Durch Untersuchung zeigte sich ferner, daß der Grund für die Zusammenfassung benachbarter Tintentrcpfchen darin lag, daß bei dem Tropf chanauf*- ladevorgang die aufgeladenen Tröpfchen im Vergleich zu den nicht geladenen TrÖOfchen eine geringere Geschwindigkeitsänderung erfuhren. Wenn die geladenen Tröpfchen sich den nicht geladenen Tröpfchen nähern, beschleunigt die Anziehungskraft zwischen diesen Tröpfchen die Zusammenfassung. Ohne die Geschwindigkeitsmodulation sind die Kräfte zwischen den Tröpfchen ausgeglichen, weshalb dann keine neigung zur Zusammenfassung besteht.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes System zur Ermittelung und Korrektur einer -fehlerhaften Tintentröpfchenphasenlage zu schaffen.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem Tintentröpfchen-Schreibsystem, bei dem unter Druck stehende Tinte an eine Düse abgegeben wird, die durch einen Wandler in Schwingungen versetzt wird, v/elcher durch von einer Signalquelle abgegebene Synchronisiersignale angesteuert wird, wobei die Düse einen Tintenstrahl abgibt, der synchron mit den Schwingungen der Düse in einzelne Tröpfchen zerfällt, welche in einen Aufladetunnel hineinfallen, dem von einer durch Synchronisiersignale synchronisierten Bildsignalquelle Signale zur Aufladung der jeweiligen Tröpfchen zugeführt werden und aus dem die geladenen Tintentröpfchen austreten, erfindungsgem^E dadurch, daß zur Erzielung einer genauen Phasenlage zwischen der Bildung der Tintentröpfchen und der Zuführung eines Bildsignals zu dem Ladetunnel eine Bildsifnal einrichtung vorgesehen ist, die Tropfchen-Aufladesirrnale an

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den Aufladetunnel mit einer aolchen Frequenz abgibt, daß die jeweils ersten beiden Tröpfchen von jeweils vier tröpfchen aufgeladen werden und daß die letzten beiden Tröpfchen der betreffenden vier Tröpfchen nicht aufgeladen werden, daß neben dem Aufladetunnel eine Detektoreinriohtung angeordnet ist, die sämtliche durch diesen Tunnel hindurchfallenden 'Tintentröpfchen ermittelt und die auf jedes ermittelte Tröpfchen hin ein Detektorsignal an Auswerteeinrichtimgen abgibt, welche ein Ausgangssignal abgeben, wenn die Frequenz jeweils zweier Detektorsignale einen bestimmten Wert besitzt, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die bei Fehlen eines derartigen Ausgangssignals die Phasenlage der Synchronisiersignale zum Zwecke der Korrektur der Phasenlage der Tröpfchen ändern.

Erfindungsgemäß werden also Prüfbildsignale zur Aufladung von Tintentröpfchen verwendet, und zwar in der Art, daß zwei benachbarte 'üintentröpfchen aufgeladen werden und daß dann die nachfolgenden beiden Tintentröpfchen nicht aufgeladen v/erden. Dadurch ergibt sich, daß die jeweils benachbarten aufgeladenen Tintentröpfchen sich zwangsweise in entgegengesetzte dichtungen bewegen, und zwar auf Grund der Abstoßwirkungen ihrer Ladungen. Auf diese Weise erfolgt somit eine Zusammenfassung mit den benachbarten nicht geladenen Tröpfchen. Ist die Phasenlage der Tröpfchen fehlerfrei, so erzeugt der Detektor ein starkes konstantes Frequenz-Signal. Ist die Phasenlage der Tröpfchen fehlerhaft, so ist die konstante Frequenz nicht vorhanden. Die Phasenlage der Tröpfchenbildung kann dann geändert werden, um die richtige Phasenlage wieder zu erhalten.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm ein bekanntes Tintentropf chen-Gchreibsj'st em. :

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Figc 2 zeigt schematise!! eine mechanische Anordnung für ein Tintentröpfehen-Schreibsystem, das bei der Erfindung aiB-siidbar ist«

Figo 5 veranschaulicht eine Seihe von Signalfolgen, an Hand derer die Erfindung, naher erläutert -werden wird.

Fig. 4 veranschaulicht in einem Blockdiagramm die für die Erfindung erforderliche elektrische Anordnung» S¹Ig_n 5 veranschaulicht in einem Blockschaltbild Einzelheiten von in Iig_o 4 angedeuteten'Detektor- und. Bildprüfsignalschaltungen,,

J'ig«, 6 veranschaulicht Schaltungseinzelheiten einer in Verbindung mit der Erfindung erforderlichen Bildsignal-Varknupfungsschaltung«

Wie erwähnt, ist in Fig. 1 schematisch eine bekannte Anordnung dargestellt, die zum bssseren Verständnis der Erfindung dienen solle Ein Tintenvorratsbehälter 10 gibt Tinte unter Druck an eis Rohr 12 ab, das flexibel ist. Neben oder um das P.ohr herum i,3"ö normalerweise ein elelcfaromechanischer Wandler 14 vorgesehen« Dar Wandler 14 wird durch Signale gesteuert, die von einer Signalquelle 16 geliefert werden» Der Wandler dient dasUj das Solir 12 in dem Bereich einsr Düse 18 in Schwingungen zu versetzen und/oder zusammenzudrücken. Dies führt dazu, daß ein Tintenstrahl 20 abgegeben wird, der eine kurze Strecke in Strömungsrichtung in einzelne Tröpfchen 22 zerfällt. Die Tröpfchenbildung erfolgt dabei mit einer Frequenz, die durch die Frequenz der Schwingungen bestimmt ist. In dem Bereich, in dem der Tintenstrahl 20 in die Tröpfchen zerfällt, ist ein Ladetunnel 24 vorgesehen. Dieser Ladetunnel besteht aus einem leitenden Zylinder, an den Bildsignale von einer Bildsignalquelle 26 angelegt werden. Die Bildsignale rufen in dem Ladetunnel ein Feld hervor, auf Grund dessen die in dem Ladetunnel gebildeten Tröpfchen eine Ladung annehmen. Die Höhe der Ladung ist dabei durch die Amplitude des Bildsignals bestimmt, die zu dem Zeitpunkt vorhanden ist, zu dem sich das. betreffende Tröpfchen von dem Tintenstrahl 20 löst.

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In Strömungsrichtung des Lad.etunnels betrachtet - sind normalerweise zwei Elektroden 28 -vorgesehen, die an eine Peldvorspannungsquelle 30 angeschlossen sind_e Dadurch baut sich zv/ischen den .Elektroden ein konstantes elektrisches Feld auf. Die Tintentröpfchen,, die entsprechend dem äXldsignal Ladungen tragen, treten in dieses Feld ein und. werden um eine Größe abgelenkt, die proportional der Amplitude dar Ladung ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine Information auf einem Aufzeichnungsträger 32 aufzuzeichnen, der mit einer Synchro^geschwindigkeit an den Elektroden vorbei/bewegt wird. Tröpfchen, die keine Bildladung-tragen._y v/erden von einem ?.ohr oder einem Trog 34· aufgefangen, der sum Auffangen -dieser Tröpfchen suf einer Seite in ersichtlicher Weise angeordnet ist. Dieser Trog führt zu einem

Abf luftbehälter 36 hin. Das Papier J2 bewegt sich in die Zeichenebene hinein. Durch diese Bewegung in Verbindung mit der Ablenkung der Tropfen ist es möglich, verständliche Zeichen zu bilden.

Zum Aufzeichnen γόη Zeilen von Informationen über ein breites Stück Papier kanu eine Anordnung verwendet werdei;_: wie sie schematisch in Fig. 2 gezeigt ist. Dabsi ist eine Tintentropxchen-Schreibeinrichtung 4-0 an einem sich bewegenden Kutternteil 4-2 befestigt, das sich auf einer drehbar gelagerten Leitspindel 4-4- ungehindert bewegen kann. An der Oberseite der "XintentrÖDfchen-Schreibeinrichtung ist ein Mutternteil 4-6 vorgesehen, das längs eines Stabes 4-8 frei gleiten kann, iird die Leitspindel 4-4- daher in der einen oder der anderen "".ichtung gedreht, so bewegt sich die Tintentröpfchen-ochreibeinrichtung in einer durch diese Drehung festgelegten :ichtung entlang eines parallel zu der Leitspindel verlaufenden '/eges.

unter der "iintentröpfcher.-Schreibeinrichtung" v;ird hier ein Gehäuse vorstanden, ans den Tintenvorratsbehälter 10,

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das Rohr 12, den Wandler 14, die Düse 20 und den i/adetunnel 24 trägt. Die Bild- und Synchronisiersignalquellen sind irgendwo untergebracht; sie sind über Zuführungsdrähte mit der Tintentröpfchen-Schreibeinrichtung verbunden. Die Aufgabe der Ablenkelektroden 28 wird hier durch zwei voneinander beabstandete Platten 41 vorgenommen, die sich längs der Bewegungsbahn der Tintentröpfchen-Schreib-einrichtung erstrecken und die so angeordnet sind, daß der Tröpfchenstrom durch sie im Zuge der Bewegung zu der geweiligen Papierfläche hin hindurchtritt. Sin dem 2ohr 34 entsprechender (gedoch hier nicht dargestellter) Trog erstreckt sich neben der Unterplatte.

Das Papier 50, auf dem eine Aufzeichnung zu erfolgen hat, bewegt sich in einer Sichtung, die vertikal zur Bewegungsrichtung der Tintentröpfchen-Schreibeinrichtung verläuft. Eine erste 'tieile 54 eines Motors 52 verläuft zu einem halben Segmentzahnrad 56 hin. Der PIotor 52 besitzt eine zweite Welle 58_S die zu einem Zaimradkasten 60 hin verläuft, dessen Aufgabe darin besteht, die tfelle 58 in anderer Richtung zu drehen«. Diese Umkehrfoewegung wird über eine Welle 62 auf ein weiteres halbes Segmentzahnrad 64 übertragen, das die betreffende Welle abschließt. Die Segmentzahnräder sind so ausgebildet, daß dann, wenn der Motor das Segmentzahnrad mit einem Zahnrad 66 in Eingriff bringt, das an einem Ende der sich dadurch drehenden Leitspindel 44 befestigt ist, die Tintentröpfchen-Schreibeinrichtung von links nach rechts bewegt wird. Erreicht die "Hintentröpfchen-Schreibeinrichtung das rechte Ende der Leitspindel, so wird das Segmentzahnrad von dem Sahnrad 66 getrennt,,d.h.beide Zahnräder v/erden außer Eingriff gebracht. Nunmehr kämmt das Segmentzahnrad 64 in einem an dem anderen Ende der Leitspindel sitzenden Zahnrad Dies führt dazu, daß die Leitspindel in entgegengesetzte Hichtung gedreht wird. Die Folge hiervon ist, daß die Tintentröpfchen-Schreibeinrichtung 40 in ihre Ausgangsstellung auf der linken Seite der Leitspindel zurückgeführt wird. Eine

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Kotorsteueranoranung 70 dient dabei dazu, die Speisung des Motors zu bewirken, damit sich dieser Motor während der Zeitspanne dreht, die für die 'lintentröpfcheii-Schreib™ einrichtung erforderlich ist, um eine vollständige Unlaufbewegung auf der Leitspindel auszuführen. Die i-Iotorsteuere ir. richtung wartet dann wieder, bis sie ein Signal von einem '.ra-G'G-ar her auf nimmt,. das in Fig. 4 dargestellt ist. Dieses latter ermöglicht dem Motor, erneut in Funktion zu traten. und der Tintentrcpfchen-Schreibeinrächtung, eine volle Bewegung aus zuführen.

Neben den betrachteten Sienenten ist ein Abtast-Schalterkreis 72 mit einem Fühlelement 74 vorgesehen, das den Abtastschalterkreis auslöst; wenn die Tintentröofchen-Sehreibeinrichtung in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt. Der Abtastschalterkreis kann durch irgendeine bekannte Anordnung gebildet sein, die ein Signal erzeugt, wenn der Fühler 74 betätigt wird. Lie betreffende Anordnung kann z«,B„ eine Batterie an eine Anschlußklemme *?Λ anschalten, bis der Fühler 7^ außer Kontakt mit der Tintentröpfchen-Schreibeinrichtung ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß in dem Fall, daß die Sintentröpfchen-Schreibeinrichtung sich in ihrer Ausgangsstellung befindet, die Ablenkplatten M nicht vorhanden sind.

Gemäß der Erfindung besteht nun der YJunsch, eine ladung mit dem Prüfbildsignal auf zwei benachbarte Tröpfchen aufzubringen, die beiden nächsten Tröpfchen sodann auszulassen und dann wieder eine Ladung auf die beiden folgenden Tröpfchen aufzubringen. Um die3 zu erreichen, ist ein Bildsignal erforderlich, das den aus Fig. 3 ersichtlichen Signalverlauf 80 besitzt. Diese Signalfolge wird dadurch erhalten, daß eine 33-kHz-Iiechteckinpulsfol_:Te erzeugt wird und daß jev/eils nach

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ζΐί©·1 aufeinanderfolgenden Impulsen zwei danach aufeinanderfolgende Impulse unterdrückt werden, wie dies durch die gestrichelten Linien 82 in der Signalfolge angedeutet ist. Tröpfchen 84, die in Phase mit dem Bildsignal erzeugt werden, nehmen somit ein einer Ladung und Kientladung entsprechendes Lademuster auf, wie dies durch die Impulse tragenden Tröpfchen angedeutet ist_o Diese Tröpfchen sind somit· charakteristisch für die Ladungströpfclien, während diejenigen Tröpfchen ohne ein Seichen kennzeichnend sind für Tröpfchen ohne Ladung.

Gemäß der Erfindung weisen jeweils zwei benachbarte Tröpfchen Ladungen auf. Demgemäß stoßen diese Tröpfchen sich mit einer ziemlich starken Kraft voneinander ab. Das eine Tröpfchen wird zn dem.vorangehenden nicht geladenen Tröpfchen zurückgeführt_s während das andere Tröpfchen .nach vorn zu dem nächstfolgenden nicht geladenen Tröpfchen hin gezogen wird. Da zwischen den geladenen Tröpfchen kein Abschirmtröpfchen vorhanden ist, tritt dieser Vorgang sehr schnell auf und innerhalb einer kursen Strecke von dem Ladetunnel aus betrachtet.

Zufolge des betrachteten Vorgangs wird ein Tröpfchenmuster aus den kombinierten Tröpfchen erhalten, wie es durch die Tröpfchenfolge 86 verdeutlicht ist. Die Signalfolge 88 veranschaulicht dabei dasjenige Signal, das von einem diese •Tröpfchen aufnehmenden Wandler erzeugt wird. Diese Signalfolge tritt mit einer Frequenz von 16,5 kHz auf.

Werden die Tröpfchen nicht in Phase mit dem Bildsignal erzeugt , so tritt ein nicht geladenes Tröpfchenmuster auf, das zur Erzeugung einer Signalimpulsfolge 90 führt. Die Frequenz dieser Signalimpulsfolge ist wesentlich höher,als die Frequenz der Signalfolge 88. Damit ist die Ermittelung einer richtigen Phasenlage bei der Bildung der Tröpfchen und einer nicht richtigen Phasenlage bei der Tropfchenbildung relativ einfach. Ss sei

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ferner darauf hingewiesen, daß die Breite der zur Aufladung benutzten Bildsignalimpulse relativ gering ist und in der Größenordnung von 7_:5 Mikrosekunden liegt» Auf diese '.leise ist sichergestellt, daß die Wahrscheinlichkeit der Aufladung von tröpfchen, die nicht in Phase mit dem Bildsignal sind, wesentlich verringert ist«

Fir, 4 veranschaulicht eine Schaltung, die in Verbindung mit der lintentröpfchenbildung und der Ladevorrichtung erforderlich ist. In Fig. 4 ist· schematisch eine Schaltung dargestellt, wie sie in Verbindung mit der 'Tintentröpfchenbildung und der Aufladevorrichtung benötigt wird. Dabei sind solche Schaltungselemente, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt sind und die die gleichen Funktionen erfüllen wie die in diesen Figuren dargestellten Elemente» mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 2 bezeichnet. Die 66-kHz-Synchronisiersignale werden von dem Generator 16 einem Phasenschiebernetzwerk 92 zugeführt und ferner der Bildprüfsignal schaltung 94. Das Phasenschiebernetzwerk gibt unter der Steuerung eines Phasensteuernetzwerks 96 66~kEz-3ign&le mit der einen oder der anderen Rias enless iron zvsi Phasenlagen an den V/an dl er 14- ab, der die Düse zun Schwingen bringt.

Der von der Düse 18 abgegebene Tintenstrom zerfällt innerhalb des Ladetunnels 24 in einzelne Tröpfchen, die durch Induktion mit Hilfe der Bildsignale aufgeladen werden» Diese (Tröpfchen folgen einer Bewegungsbahn (ohne durch zwei Elektroden 28 hindurch_zu_^gelangen, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind), um auf einen Stab 98 aufzutreffen. Bei diesem Stab kann es sich um einen elektrisch leitenden Stab oder um einen Stab aus einem piezoelektrischen Material oder aus irgendeinem anderen Y/andlermatei'ial handeln. Ist der betreffende Stab elektrisch leitend, so nimmt er die Ladungen von den geladenen Tröpfchen auf und erzeugt eine Signalfolge 88, wie sie in Fig» 3 angedeutet ist. Besteht der betreffende Stab aus einem pxezoelek-

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trischen Material, so wird eine Signalfolge 88 erzeugt» In jedem Fall gelangt die jeweils erzeugte Signalfolge über einen Widerstand 100 zu einem Verstärker 102. Das Ausgangssignal des Verstärkers 102 wird einem Detektornetzwerk 104 zugeführt. Das Detektornetzwerk bestimmt, ob ein 16,5-kHz-Signal vorhanden ist oder nicht. Ist ein derartiges Signal vorhanden, so bewirkt das Phasenregelnetzwerk 96, daß das Phasenschiebernetzwerk 92 die Phase des 66-kHz-Signals um 180 verschiebt. Dies führt dazu, daß die von der schwingenden Düse 18 erzeugten Tröpfchen mit einer 180 -Phasenverschiebung auftreten. Zufolge dieser Maßnahme sind die Tröpfchen in entsprechender tfeise 'wie aus Fig. 3 ersichtlich richtig aufgeladen.

Um sicherzustellen, daß eine genügende Anzahl an Tröpfchen aufgenommen ist, bevor das Phasenschiebernetzwerk in Betrieb gesetzt wird, zwecks Gewährleistung dar Aufnahme einer guten Probe, wird das Ausgangssignal des Abtastschalters 72 einer Verzögerungsschaltung 106 zugeführt. Diese Verzögerungschaltung verzögert die Freigabe des Phasenregelnetzwerks 96 hinsichtlich des Ansprechvermögens auf das Ausgangssignal des Detektors 104, und zwar bis zu einem solchen Zeitpunkt, zu dem die für die Bildung einer guten Probe erforderliche Anzahl an Tintentröpfchen aufgenommen worden ist.

Der Detektor 98 ist über einem Behälter 99 angeordnet, in welchen die verbrauchten Tintentröpfchen hineilfallen.

Fig. 5 zeigt nun die Einzelheiten der Bildprüf signal-Schal-' tung sowie des Detektors, des Phasenregelnetzwer3.es und des Phasenschiebernetzwerks. Der Tropfcher.wandler 98 gibt sein auf die Aufnahme von ircpfchen erzeugtes Ausgangssignal an den Verstärker 102 ab. Das Ausgangssignal des Verstärkers 102 wird einem 16,5-kHs-Filter 105 zugeführt. Bei diesen J¹Uter

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handelt es sich um ein Schmalbandfilter, das mit einer Mittenfrequenz von 16,5 kHz auftretende Signale einem Integrator 107 zuführt. Der Integrator 107 wird dazu benutzt sicherzustellen, daß die erzeugte Signalamplitude höher ist als die Amplitude einer willkürlich auftretenden Gruppe von Tröpfchen. Das Ausgangssignal des Integrators wird von einer Schmitt-Triggerschaltung 108 geformt.

Das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 108 wird einen Inverter 109 zugeführt. Das Ausgangssignal des Inverters "09 wird einem UND-Gatter 110 zugeführt. Dem UBD-Gatter 110 wird ferner eine Impulsfolge von einem Multivibrator 112 zugeführt. Ein v/eiterer Eingang des UND-Gatters ist an den Ausgang der Verzögerungsschaltung 106 angeschlossen. Es sei daran erinnert, daß das von dem Abtastschalter 72 bei in der Ausgangsstellung befindlicher Verzögerungsschaltung ermittelte Signal die Abgabe des Endsignals verzögert , um nämlich eine geeignete Probe von 'Tröpfchen von dem Tröpfchenwandler 98 aufnehmen zu lassen.

Bei Vorhandensein eines Ausgangssignals von dem Schmitt-Trigger 108 sperrt der Inverter 109 die Abgabe eines Ausgangssignals von dem UED-Gatter 110. Bei Fehlen eines Eingangssignals an dem Integrator 107 ermöglicht das Ausgan^ssignal des Inverters 109 zusammen mit dem Ausgangssignal der Verzögerungschaltung 106 die übertragung eines Impulses von dem Multivibrator 112 über das UND-Gatter 110. Das Ausgangssignal des UKD-Gatters 110 steuert ein Flip-Flop 114· an, das nuf diese Ansteuerung hin von seinem einen Zustand in 3einen anderen Zustand wechselt. Befindet sich das Flip- Flop 114 in einem Zustand, in welchem sein Q-Ausgang eine "1" führt, so wird es in den Zustand übergeführt, in welchem sein ⁷T-AuSgang eine "1" führt. Befindet sich das FÜd-FIop 114-in dem Zustand, in dem sein Q-Ausgang eine "1" führt, so gelangt es in den dazu inversen Zustand.

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•Die Ausgänge O und Q des.Flip-Flops 114 sind an zwei UND-Gatter 116 bzw. 118 angeschlossen. Der Ausgang des 66-kHz-Signalgenerators 16 ist unmittelbar an den anderen Eingang des UliD-C-atters 118 und über einen Phaseninverter an den anderen Eingang des UND-Gatters 116 angeschlossen.

Die Funktion der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung dürfte ersichtlich sein. Ist das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 108 vorhanden, so zeigt dieses Ausgangssignal an, daß die gebildeten Tröpfchen in Phase sind. Dadurch wird das UND-Gatter 110 gesperrt, wodurch das Flip-Flop 114· nicht angesteuert wird. Bei Fehlen eines Ausgangssignals von dem Schmitt-Trigger 108 tritt-ein Impuls von dem Multivibrator an dem Ausgang des UND-Gatters 110 auf, wodurch das Flip-Flop 114- in seinen bezogen auf den gerade eingenommenen Zustand inversen Zustand übergeführt wird. Dies führt dazu, daß eines der beiden Phasenauswahlgatter 116 bzw» 118 übertragungsfähig wird, wodurch die Phasenlage eines einem nachfolgenden ODER-Gafcter zugeführten 66-kEz-Signales umgekehrt wird. Das Aus gangs signal des ODER-Gatters 122 wird dem Wandler 14 zugeführt, um die Düse in Schwingungen zu versetzen. Auf diese ^TJeise ist die Phasenlage der Tröpfchenbildung bestimmt.

Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 106 kann ferner dazu herangezogen werden, der Motorsteuereinrichtung 70 (in Fig. 2 dargestellt) ein Signal darüber zuzuführen, daS das Ende einer Proben- bzw. Abtastperiode erreicht ist und daß es sich dabei um den Zeitpunkt handelt, zu dem eine weitere Schreiblinie zu beginnen ist. Um jedoch sicherzustellen, daß die Phasendetektorschaltung in Betrieb gesetzt worden ist, v/erden die Ausgangssignale des Integrators 106 und des UIID-Gatters 110 ferner einem ODER-Gatter 124 zugeführt, dessen Aus gangs signal dem" einen Eingang eines UND-

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Gatters 126 zugeführt wird. I)sin anderen Eingang des UKB-Gatters 126 viird das Ausgangssignal der Verζögerungsschaltung 106 zugeführt. Somit wird bei Vorhandensein eines Ausgangssignals von der Verzögerungsschaltung zusammen mit einem Aus gangs signal von dem Schmitt-Trigger oder dem üiiB-Gatter aj.s Charakteristikum.für den Umstand, daß das Phasendetektornetzwerk gearbeitet hat, ein Signal an die Motorsteuerschaltung 70 abgegeben, auf das hin der Motor veranlaßt wird, einen weiteren Arbeitszyklus auszuführen.

Das Prüfbildsignal, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist, wird dadurch erzeugt, daß das Ausgangssignal des 66-kHz-Signalgenerators 16 einer -Untersetzerschaltung 130 zugeführt wird. Bei dieser Untersetzerschaltung 130 kann es sich um ein Flip-Flop handeln, das die Frequenz des zugeführten Signals auf den halben Wert herabsetzt. Das Ausgangssignal der Untersetzer- bzw. üeilerschaltung 130 wird einem UED-G-atter augeführt. Dieses TIED-G-atter 132 ist bei Vorhandensein eines Signals von dem Abtastschalter 72 UbertragungsfHhig. Sein Ausgangssignal, das durch ein 33-kHz-Signal gebildet ist, wird Bildverknupfur.gsschaltungen TJ^- zugeführt. Da.s Ausgangssignal der Bildver'-cnüpfungsschaltungen stellt das Bildsignal dar, das eine erforderliche Form besitzt.

In Fig. 6 sind in einem Blockschaltbild die Bildverknüpfungrsschaltungen 134·' veranschaulicht. Das 33-kEz-Impulssignal wird einer Verzögerungsschaltung 134- zugeführt, die eine kurze Verzögerung dieser Impulse bewirkt, und zv/ar zu dem Zv;eck, die Schaltungen in einen Dauerzustand gelangen su lassen, nachdem der Abtastschalter 72 betätigt worden ist. Das Ausgangssignal der Verzögerungschaltung 134- wird einem TeilerFlip-Flop 136 zugeführt, das auf ihm zugeführte 33-kHz-Singangssignal ein 16,5-kHs-Ausgangssignal abgibt. Diesos Ausgangssignal wird einer mono stabil en 15-^ikrose'oinden-rZipp-

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stufe 138 und einer monostabilen 7,5-Mikrosekunden-lvippstufe 140 zugeführt. Das Ausgangssignal der 15-Kikrosekunden-Kippsehaltung wird ferner einer zweiten monostaloilen 7,5-Miitrosekunden-Kippschaltung 142 zugeführt. Die Ausgange der beiden monostabilen 7,5-Mikrosekunden-Kippschaltungen werden den Eingängen eines ODER-Gatter 144 zugeführt. Am Ausgang des ODER-Gatters 144 tritt das gewüns'chte Bildsignal auf.

Bei der monostabilen 7,5-Ki^o Sekunden-Kipp schaltung handelt es sich um eine Kippschaltung, die auf die Aufnahme eines Eingangsimpulses hin ein Ausgangssignal abgibt, des eine. Breite von 7*5 KikrοSekunden besitzt. Bei der monostabilen 1-5-Mikrosekunden-Kippschaltung handelt es sich urn eine Kippschaltung, die auf ein ihr zugeführtes Eingangssignal hin ein Ausgangssignal abgibt, das von dem Eingangssignal um 15 Mikrosekunden verzögert ist. Dieses Ausgangssignal triggert die zweite monostabile 7,5-Mi^rosekunden-Kippschaltung 142, die einen zweiten 7,5-Hikrosekunden-Impuls 15 MikroSekunden nach Beginn des ersten 7,5-MikiOSekunden-Impulses abgibt.

Die Punktion der gerade beschriebenen Schaltung besteht darin, auf jeden aufgenommenen 16,5-kHz-Imüuls hin zv/ei 7?5-i--ikrosekunden-Impulse abzugeben, deren Vorderflanken um 15 Kikrosekunden voneinander entfernt sind. Dies führt schließlich zu der in Fig. 3 dargestellten Impulsfolge.

Aus der vorstehenden Erläuterung dürfte ersichtlich sein, daß durch die erfindungsgem^:i3e Aufladung jeweils zv/eier benachbarter Iröpfchen und dann der Hi cht aufladung zv/eier folgender Tröpfchen ein Mechanismus geschaffen ίετ, auf Grund dessen sich die benachbarten geladenen Tröpfchen zwangsweise voneinander abstoßen und sich mit den nicht geladenen Tröpfchen zu ihrer ,jeweiligen Seite verbinden. Dies dient zur

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Feststellung des ümstandes, ob die Tröpfchen mit der richtigen Phasenlage erzeugt worden sind oder nicht, um Ladungen aufzunehmen. Damit steht aber ein einfacher und binär arbeitender Betrieb zur Verfügung. Dies bedeutet, daß in dem ?all, daß die Tröpfchen in Phase mit dem Bildsignal erzeugt werden und damit in richtiger Weise aufgeladen v/erden, die Phasenlage der Erzeugung der Tröpfchen unbeeinflußt bleibt. Zeigt die Überwachung jedoch eine fehlerhafte Tröpfchenphasenlage, und zwar durch ü'ehlen eines 16,5-kHz-Signales, so wird die Phasenlage der Tropfcheneraeugung zum Zwecke der Korrelcbur verschoben. Diese Prüfung wird auf die Beendigung jedes Umlaufes der Tintentröpfchen-Schreibeinrichtung ausgeführt. Auf diese Weise wird ein ordnungsgemäßer Betrieb der Tintentröpfchen-Schreibeinrichtung beibehalten.

Abschließend sei noch bemerkt, daß durch die vorstehend erläuterte neue und brauchbare Anordnung sichergestellt ist, daß die Ermittelung der Phasenlage der Bildung von Tintentröpfchen zivangsweise und zuverlässig erfolgt.

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Claims

Pat entansprüche

Tintentröpfchen-Schreibsystem, bei dem unter Druck stehende Tinte an eine Düse abgegeben wird, die durch •einen Wandler in Schwingungen versetzt wird, welcher durch von einer 'Signalquelle abgegebene Synchronisiersignale angesteuert wird, wobei die Düse einen Tintenstrahl abgibt, der synchron mit den Schwingungen der Düse in einzelne Tröpfchen zerfällt, welche in einen Aufladetunnel hineinfallen, dem von einer durch Synchronisiersignale synchronisierten Bildsignalquelle Signale zur Aufladung der jeweiligen Tröpfchen zugeführt werden und aus dem die geladenen Tintentröpfchen austreten, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer genauen Phasenlage zwischen der Bildung der Tintentröpfchen und der Zuführung eines Bildsignals zu dem Ladetunnel (24-) eine Bildsignaleinrichtung (94-) vorgesehen ist, die Tröpfchen-Aufladesignale an den Aufladetunnel.(24) mit einer solchen !Frequenz abgibt, daß die jeweils ersten beiden Tröpfchen von jeweils vier Tröpfchen aufgeladen werden und daß die letzten beiden Tröpfchen der betreffenden vier Tröpfchen nicht aufgeladen werden, daii neben dem Aufladetunnel (24-) eine Detektoreinrichtung (104) angeordnet ist,, die sämtliche durch diesen Tunnel (24) hindurchfall enden Tintentröpfchen ermittelt und die auf jedes ermittelte Tröpfchen hin ein Detektorsignal an Auswerteeinrichtungen (96,106) abgibt, welche ein JLusgangssignal abgeben, wenn die Frequenz jeweils zweier · Detektorsignale einen bestimmten Wert besitzt, und dar. Einrichtungen (92) vorgesehen sind, die bei ÖTehlen einos derartigen Ausgangssignals die Phasenlage der Synchronisiersignale zum Zwecke der Korrektur der Phasenlage der Tröpfchen ändern.

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2. Schreibsystem nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eiltereinrichtung (105) vorgesehen ist, die auf die Wiederholungsfrequenz abgestimmt ist, mit der jeweils zwei geladene Tröpfchen auftreten.
3. Schreibsystem na.ch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daP- der Bildsignaleinrichtung (26) eine Einrichtung (94) zugehörig ist, die an die Synchronisiersignalquelle (Ί6) angeschlossen ist und die Bildsignale mit einer Frequenz erzeugt, die ein Viertel der Frequenz der Synchronisiersignale beträgt, und daß an dem Aus-

gang (144) einer in dieser Sinrichtung (94) vorgesehenen Untersetzereinrichtung (130,136) eine Bildsignal-Impulsfolge auftritt, die auf .jeden empfangenen Impuls hin jeweils zwei aufeinanderfolgende Impulse (68) aufweist, wobei die jeweiligen Impulspaare um einen Abstand voneinander entfernt sind, der der Dauer eines solchen Impulspaares entspricht.

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