DE2360013A1

DE2360013A1 - Digitale phasensteuerung fuer einen tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE2360013A1
Application number: DE2360013A
Authority: DE
Inventors: Hans Yohanan Juliusburger; Paul Lowy
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-12-11
Filing date: 1973-12-01
Publication date: 1974-06-12
Also published as: JPS49102756A; BR7309675D0; IT998916B; AR212071A1; JPS5234331B2; US3769632A; CA1001211A; FR2210144A5; GB1399066A; DE2360013C2

Description

Amtl. Aktenzeichen:

Neuanmeldung

Aktenzeichen der Änmelderin: YO 972 031

Digitale Phasensteuerung für einen Tintenstrahldrucker

Die vorliegende Erfindung betrifft eine digitale Phasensteuerung für einen Tintenstrahldrucker unter Verwendung einer Abfühleinrichtung, wie sie beispielsweise in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung ... (Aktenzeichen der Anmelderin; YO 972 030), beschrieben ist. In dieser Patentanmeldung ist ein induktives Abfühlelement zum Feststellen der Tröpfchenaufladung beschrieben, das für die Zwecke der vorliegenden Erfindung in einem Synchronisiersystem eingesetzt werden kann«, Die Verwendung eines solchen induktiven Abfühlelements· zusammen mit der digitalen Phasensteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt einen Tintenstrahldrucker hoher Genauigkeit und Wartungsfreiheit für das Gesamtsystem von hoher Zuverlässigkeit, wie dies im Zusammenhang mit der Ausgabe einer Datenverarbeitungsanlage gefordert werden muß.

Der Bedarf an verbesserten Hochgeschwindigkeitsdruckern hat sich in den letzten Jahren drastisch erhöht. Ein spezielles Anwendungsgebiet für solche Drucker besteht bei Datenverarbeitungsanlagen für die Ausgabe von Daten in lesbarer Fornu Hier traten für ein rasches Ausgeben der Daten aus der Anlage die- größten Schwierigkeiten auf. In solchen Datenverarbeitungsanlagen müssen die von der Anlage erzeugten Daten oft für längere Zeit auf Magnet.-

bändern/ Magnetplatten oder Magnettrommeln gespeichert gehalten werden, bevor sie gedruckt ausgegeben werden können. Die meisten heute zur Verfügung stehenden Drucker sind Typendrucker, bei denen ein Druckelement mit Kraft zur Erzeugung eines sichtbaren Buchstabens oder Zeichens gegen einen Aufzeichnungsträger bewegt werden muß.

In den letzten Jahren sind auch Tintenstrahldrucker entwickelt worden, bei denen Tinte unter Druck einer geeigneten Düse zugeführt wird. Der Tintenstrahl wird in einzelne Tröpfchen aufgelöst, die steuerbar auf einen Aufzeichnungsträger gerichtet werden müssen. Die -Tröpfchenbildung läßt sich auf verschiedene Art und Weise steuern, beispielsweise durch Vibrieren der Düse, oder durch Einführen von Druckstörungen in die nach der Düse führende Tintenzufuhr leitung. Das Ergebnis solcher von außen her zugeführter Störungen bewirkt in der Tintenstrahlvorrichtung, daß der von der Düse ausgehende Tintenstrahl sich in kleine gleichförmige Tröpfchen mit vorbestimmter Frequenz mit etwas schwankendem Abstand von der Spitze der Düse auflöst. Es ist jedoch notwendig, daß der genaue Zeitpunkt der Tröpfchenablösung oder Tröpfchenbildung und das Anlegen der Video-Aufladesignale an den Tintentröpfchenstrom miteinander synchronisiert sind. Die Frequenz der Tröpfchenbildung wird in solchen Systemen durch das zur Erzeugung der Störung angelegte Signal bestimmt, s.B. durch das Vibrieren der Düse, Anschließend an den Punkt, wo der Tintenstrom sich in einzelne Tintentröpfchen auflöst, ist eine Aufladestation vorgesehen, in der jedem Tröpfchen eine elektrostatische Ladung erteilt wird, üblicherweise wird dazu eine rohrförmige Elektrode oder eine den austretenden Tröpfchenstrom umgebende Elektrode verwendet, die an einer geeigneten Aufladeschaltung angeschlossen ist. Die Videosignale werden zwischen Düse und Aufladeelektrode angelegt, worauf das Tröpfchen eine Ladung annimmt, die der Amplitude des an der Aufladeelektrode zu dem Zeitpunkt liegenden bestimmten Signals, entspricht, an welchem sich das Tröpfchen von dem Tintenstrahl ablöst.

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Das Tröpfchen durchläuft anschließend ein festes elektrostatisches Feld und der Betrag der Ablenkung wird durch die Größe der Aufladung des Tröpfchens zu dem Zeitpunkt bestimmt, an dem es durch das Ablenkfeld hindurchläuft. Eine geeignete Aufzeichnungsfläche ist hinter den Ablenkplatten oder Ablenkeinrichtungen angeordnet, so daß das Tröpfchen auf dieser Aufzeichnungsoberfläche auftrifft und einen kleinen Fleck bildet. Die Position des Tröpfchens auf der Aufzeichnungsfläche wird durch die Ablenkung des Tröpfchens bestimmt, die wiederum durch die Aufladung des Tröpfchens bestimmt ist. Wenn man also die Aufladung eines Tröpfchens in geeigneter Weise ändert, dann läßt sich auch der Ort, an dem das Tröpfchen auf der Aufzeichnungsoberfläche auftrifft, entsprechend steuern, so daß man durch Anlegen geeigneter Video-Signale an ein solches System eine sichtbare und lesbare, gedruckte Aufzeichnung auf der Aufzeichnungsfläche erzeugen kann. Die US-Patentschrift 3 596 275 offenbart ein solches Aufzeichnungssystem.

Wie sich weiterhin ergibt, ist in einem solchen System der Zeitpunkt, zu dem sich das Tröpfchen von dem von der Düse kommenden Flüssigkeitsstrom ablöst, ziemlich kritisch, da die von dem Tröpfchen mitgeführte elektrostatische Ladung durch elektrostatische Induktion erzeugt wird. Das durch das Aufladesignal erzeugte Feld wird aufrechterhalten, während sich das Tröpfchen ablöst. Das Tröpfchen führt dann eine Ladung mit sich, die durch dieses Signal bestimmt und dessen Amplitude proportional ist. Wenn jedoch zum Zeitpunkt der Ablösung des Tröpfchens das Aufladesignal entweder ansteigt oder abfällt, oder aber überhaupt zum Zeitpunkt der Tröpfchenablösung nicht vorhanden ist, dann wird die exakte, von dem Tröpfchen mitgeführte Ladung eine zeitliche Funktion des maximalen Signals sein und nicht proportional dazu gemäß einer vorbestimmten festen Beziehung. Will man daher den einzelnen Tröpfchen entsprechend den aufeinanderfolgenden Video-Signalen exakte und vorbestimmte Aufladungen erteilen, so ist es zwingend notwendig, den genauen Zeitpunkt der Ablösung des Tröpfchens in bezug auf die zeitliche Lage des Video-Signals zu kennen. Mit anderen Worten, müssen der Zeitpunkt der Tröpfchenablösung und

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das Anlegen eines Video-Signals exakt miteinander synchronisiert sein. Fehlerhafte Synchronisation zwischen der Tröpfchenbildung und den Video-Signalen gibt eine ungenaue Steuerung des Druckvorganges mit einer entsprechenden Verschlechterung der Gleichförmigkeit, Klarheit und Qualität des sich dabei ergebenden Druckes.

In der US-Patentschrift 3 465 351 ist ein System beschrieben, in eiern festgestellt werden kann, ob der das Tröpfchen erzeugende Wandler und die Aufladesignale miteinander synchron sind und in dem ein Korrektursignal in das System eingeführt wird.

Die US-Patentschrift 3 596 276 offenbart ein weiteres System zur Feststellung der Synchronisierung und zum Einführen einer Phasenverschiebung zur Aufrechterhaltung dieser Synchronisierung. Die erstgenannte Patentschrift verwendet eine recht grobe Steuerung der den Wandler vibrierenden Einrichtung und die letztgenannte Patentschrift offenbart ein wesentlich komplizierteres analoges Steuersystem zur Steuerung der Phase des Aufladesignals.

Für eine optimale Arbeitsweise in einem solchen System ist jedoch eine außergewöhnlich genaue Steuerung der Synchronisation bei der Tröpfchenbildung und deren Aufladung erforderlich, die so zuverlässig arbeitet, daß nur ein Minimum an Wartung, Justierung und Nacheichung erforderlich ist.

Es wäre daher wünschenswert, bei einer solchen Phasensteuerschaltung eine digitale Steuerung vorzusehen, die sich ohne weiteres für eine Ausführung in hochintegrierter Halbleiterschaltungstechnik eignet, wobei ein solches digitales System nicht nur sehr genau und sehr fein steuert, sondern auch, von der Schaltungstechnik her gesehen, sehr zuverlässig arbeitet.

Es wurde nun gefunden, daß eine verbesserte Synchronisier- und Steuerschaltung zur Aufrechterhaltung der Synchronisation zwischen der Bildung der Tintentröpfchen und der Aufladung der Tintentröpfchen durch Verwendung von digitalen Steuerschaltungen aufge-

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baut werden kann, das der Bestimmung der relativen Zeit einer Tropfchenbildung und dem Anlegen des Aufladesignals an ein bestimmtes Tröpfchen dient und weitere digitale Schaltungen aufweist, die an die Schaltung für die Tröpfchenaufladung die notwendige Phasenkorrektur liefern. Es wurde ferner festgestellt, daß die für die Überprüfung und Steuerung des Systems erforderliche Zeit dadurch verringert werden kann, daß die zuletzt festgestellte Phaseninformation zeitweilig gespeichert und dann eine erneute Überprüfung der Phasenlage in bezug auf dieses abgespeicherte Phasensignal eingeleitet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es also, eine außerordentlich genau und zuverlässig arbeitende Phasenabfuhlschaltung und Steuerschaltung für einen Tintenstrahldrucker zu schaffen. Insbesondere soll dabei auf digitale Schaltungstechnik, sowohl für die Messung, als auch für die Phasenkorrektur, zurückgegriffen werden.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, zum Teil als Blockschaltbild, eines Tintenstrahldruckers mit einer Phasensteuerschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Reihe von Impulsdiagrammen bei der Aufladung von Tintentröpfchen, sowohl während eines Prüfzyklus, als auch während des Drückens;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Darstellung des Ablaufs der

einzelnen Schritte bei der Steuerung und Synchronisierung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 mehrere Impulsdiagramme zur Darstellung einer

Anzahl zusätzlicher Impulse und Signale, wie sie bei der Erfindung Verwendung finden;

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Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Synchronisierschaltung

gemäß der Erfindung und

Fig. 6 ein Funktionsschema der in Figur 5 verwendeten

Taktschaltung.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird im vorliegenden Fall ganz allgemein durch eine digitale Steuerschaltung zum Steuern der Synchronisation zwischen der Erzeugung der einzelnen Tintentröpfchen und der Aufladung der einzelnen Tintentröpfchen in einem Tintenstrahldruckersystem gelöst, wobei während eines Prüfzyklus eine Reihe von Prüfimpulsen an die Aufladeschaltung für die Tröpfchen mit einer vorbestimmten bekannten Phasenbeziehung in bezug auf die der Einrichtung zur Bildung der Tröpfchen zugeführten Impulse angelegt werden, wobei ferner Mittel vorgesehen sind, die feststellen, ob die Prüfimpulse auch eine vollständige Aufladung der Tintentröpfchen ergeben und Einrichtungen zum Auswählen einer AufladeimpuIsphase zum Drucken entsprechend der vorangegangenen Bestimmung. Speichermittel sind dabei vorgesehen, um die Phaseninformation des augenblicklich laufenden Prüfzyklus abzuspeichern und damit einen Ausgangspunkt für eine nachfolgende Prüfung zu liefern. Die Periode für die Tröpfchenbildung und Aufladung wird in eine Anzahl vorbestimmter Zeitabschnitte unterteilt und die Phase des Aufladesignals wird in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten zeitlichen Unterteilung eingestellt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird diese Zeitperiode in eine Anzahl einer Zweierpotenz entsprechende Zeitabschnitte unterteilt, hier z.B. in acht, wodurch verschiedene Steuerschaltungen unter Verwendung digitaler logischer Schaltkreise sofort anwendbar werden. Ferner wird entsprechend der hier offenbarten Ausführungsform als Nullwert oder Bezugswert, gegen den die Phasenvergleiche durchgeführt werden, die Grundfrequenz des Signals benutzt, das dem zur Tröpfchenbildung verwendeten Wandler zugeführt wird. Ein Taktgeber ist vorgesehen, der acht

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getrennte, gegeneinander phasenverschobene Impulsfolgen abgibt, alle mit der Grundfrequenz F für die Tröpfchenerzeugung, jedoch um 1/8 Periode gegeneinander verschoben. Wenn daher die Schaltung zur Feststellung der Ladung bestimmt, daß die richtige Aufladung während einer gegebenen Phasenbeziehung in bezug auf die Grund- oder Bezugsphase stattfindet, dann wird das gewünschte Taktsignal des Taktgebers ausgewählt und nach der Druckschaltung durchgeschaltet.

Nach dieser mehr allgemeinen Beschreibung der Merkmale und des Aufbaus des neuen digitalen Steuersystems wird die offenbarte Ausführungsform der Erfindung nunmehr im einzelnen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.

In Figur 1 ist ganz allgemein in perspektivischer Ansicht ein Tintenstrahldrucker dargestellt, bei dem die Steuerschaltung als Blockschaltbild angegeben ist. Die Tinte wird aus einer Düse 10 ausgestoßen, der sie über eine Leitung von einem Vorratsbehälter zugeleitet wird, in dem die Tinte unter Druck gehalten wird. Ein Wandler 12, wie z.B. ein piezoelektrischer Kristall, versetzt den Flüssigkeitsstrom in mechanische Schwingungen, so daß dieser sich nach dem Austreten aus der Düse bei einer vorbestimmten oder synchronisierten Frequenz in einzelne Tröpfchen auflöst. Diese Tröpfchen werden durch eine elektrostatische Aufladeelektrode 14 auf ein gewünschtes Potential aufgeladen. Der Strom 13 der Tintentröpfchen läuft dann an einer Abfühlstation 16 vorbei, deren Funktion noch beschrieben wird, und von dort nach einem Paar Ablenkplatten 18, denen in üblicher Weise ein feststehendes Ablenkpotential durch eine Ablenkpotentialquelle 20 zugeführt wird und den Tröpfchenstrom um eine vorbestimmte Strecke ablenkt, so daß die Tröpfchen entweder auf dem Aufzeichnungsträger 24 auftreffen, oder aber nach einem Ablauf 22 gelangen. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die den einzelnen Tröpfchen durch die Aufladestation erteilte Ladung den Betrag der Ablenkung bestimmt und entsprechend der Art der Zeichenerzeugung entweder bewirkt, daß das Tröpfchen auf dem Aufzeichnungsträger auftrifft, oder aber nach

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dem Ablauf abgelenkt wird, oder aber den Tröpfchenstrom schrittweise ablenkt. Der Gesamtaufbau und die Gesamtanordnung eines solchen Tintenstrahldruckers ist an sich bekannt und in der bereits erwähnten US-Patentschrift 3 596 275 beschrieben.

Die Steuerschaltung besteht im wesentlichen aus einem Zeichengenerator mit Phasensteuerlogik 28, an dessen Ausgang die für den Aufladeverstärker 34 erforderlichen Signale abgegeben werden. Diese an den Aufladeverstärker abgegebenen Signale sind es, die selektiv bewirken, daß die Tröpfchen entweder den Aufzeichnungsträger 24 erreichen, oder aber nach dem Ablauf 22 gelangen. Die den Ablaufbehälter erreichende Tinte wird in üblicher Weise über einen Rücklaufbehälter 23 und nicht dargestellte Leitungen und Pumpen nach dem unter Druck stehenden Tintenvorratsbehälter 11 zurückgeführt. Ein Taktgeber 30 steuert sowohl den Zeichengenerator und die Phasensteuerlogik, als auch den Wandlerverstärker 32. Es ist hierbei erforderlich, daß die der Aufladeelektrode 14 und dem Wandler 12 zugeführten Signale, die vom Aufladeverstärker 34 bzw. vom Wandlerverstärker 32 geliefert werden, exakt miteinander synchronisiert sind, um eine saubere Steuerung der Tintentröpfchen zu erzielen. Die Phasensteuerlogik im Block 28 wählt die richtige Phasenbeziehung für den Taktimpuls aus, der letztlich an den Aufladeverstärker 34 angelegt wird.

In der hier dargestellten Ausführungsform fühlt ein Abfühlelement 16 von dem aufgeladenen Tintentröpfchen ein Signal ab, das nach Verstärkung im Abfühlverstärker der Phasensteuerlogik zugeführt wird. Die Phasensteuerlogik wählt die geeignete Phase des Taktgebers 30 in Übereinstimmung mit den vom Abfühlverstärker 26 aufgenommenen Signalen aus und stellt damit die gewünschte Synchronisierung der Tröpfchenbildung mit dem Aufladesignal her.

Für eine typische Schaltung zur Erzeugung der Zeichensignale zusammen mit dem Aufladeimpuls zur Steuerung der Aufladeelektrode sei auf die bereits genannte US-Patentschrift 3 596 275 und auf die US-Patentschrift 3 298 030 verwiesen. Das besondere Verfahren

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zur Erzeugung der Zeichen gehört nicht direkt zur vorliegenden Erfindung, vielmehr ist,es die Synchronisierung des dem Aufladeverstärker 34 zugeführten Signals mit dem dem Wandlerverstärker zugeführten Signal, die den Kern der vorliegenden Erfindung bilden. Obgleich in der obengenannten US-Patentschrift 3 596 275 nur eine einzige Düse dargestellt ist, läßt sich die Erfindung auch auf eine Anordnung von mehreren Düsen anwenden, wie sie beispielsweise in der obengenannten US-Patentschrift 3 298 030 offenbart ist.

Es wurde dabei gefunden, daß die Synchronisierung des Wandlerverstärkers 32 und des Aufladeverstärkers 34 am besten in einem besonderen Prüfzyklus überprüft werden kann, bei dem ein vorbestimmtes Signal auf einem bestimmten Tröpfchen oder einer bestimmten Reihe von Tröpfchen vorhanden sein muß. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird angenommen, daß die Signale für den Prüfzyklus und den Druckzyklus an anderer Stelle des Systems erzeugt.werden. Bei einem Zeilendrucker kann beispielsweise ein typischer Prüfzyklus am Ende jeder Zeile während des Wagenrücklaufs auftreten und würde normalerweise während der Zeit beendet sein, die der Wagenrücklauf benötigt. Bei Verwendung eines solchen Prüfzyklus wird eine wirkungsvollere Arbeitsweise erreicht als wenn man versucht, die logische Schaltung so auszulegen, daß sie während des normalen Druck- oder Schreibvorgangs arbeitet.

Während des Prüfzyklus fühlt das Abfühlelement auf einem Tröpfchen oder einer Reihe von Tröpfchen ein Ladungssignal während des Prüfzyklus ab, wenn die Tröpfchen an diesem Abfühlelement vorbeilaufen. Wenn eine solche Ladung vorhanden ist und abgefühlt wird, liefert der Abfühlverstärker ein Signal, das der Phasensteuerlogik anzeigt, ob die derzeitige Synchronisationseinstellung richtig ist oder nicht. Wenn andererseits während eines bestimmten Prüfzyklus kein Signal festgestellt wird, dann zeigt das Fehlen eines Ausgangssignals des Abfühlverstärkers der Phasensteuerlogik an, daß die Synchronisation nicht stimmt und eine Nachstellung erforderlich ist. Die besondere Art und Weise, wie diese Nachstellung durchgeführt wird, wird anschließend näher erläutert»

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Die Arbeitsweise des Systems wird nunmehr anhand der Impulszüge der Figuren 2 und 4 erläutert. Die Kippschaltung, die diese Impulszüge erzeugt, ist in Figur 6 dargestellt. Der Taktgeber 30 in Figur 6 besteht im wesentlichen aus einem achtstufigen Ringzähler mit acht Anzapfpunkten, bei denen jeder Anzapfpunkt für je acht Impulse aus dem Quarzoszillator 31 einen einzigen Ausgangsimpuls abgibt. Es sei für diesen Fall angenommen, daß die Periode des Taktgebers achtmal so lange ist wie die des Oszillators. Mit dieser Beziehung liefert jeder der Anzapfpunkte in Figur 6, die mit F bis F„ bezeichnet sind, ein Taktimpulssignal, das gegenüber dem Taktimpulssignal des nächstgelegenen Anzapfpunktes um 1/8 Periode verschoben ist. Die vier monostabilen Kippschaltungen SS1 bis SS4 sind Taktkippschaltungen, die durch den Impulsanstieg des Prüfsignals eingeschaltet werden, wobei die Stufe SS1 eine erste Erholungsperiode liefert, während der jede auf dem Abfühlelement von einem vorhergehenden Druckzyklus noch vorhandene Ladung abfließen kann. Die Stufe SS2 schaltet ein und liefert einen Prüfdatenimpuls, der bewirkt, daß eine vorbestimmte Anzahl Impulse vom Taktgeber (16 Impulse im vorliegenden Fall) den Prufphasenselektor erreichen. Nach dessen Abschalten wird die Stufe SS3 entsperrt, die eine vorbestimmte Verzögerung liefert und den Aufbau einer Aufladung auf dem Abfühlelement ermöglicht sowie daß dieses Signal den Abfühlverstärker 26 erreichen kann, worauf dann durch die Stufe SS4 der Abfühltorimpuls erzeugt wird. Die Arbeitsweise dieser Schaltung wird im Zusammenhang mit den Fign. 3 und 5 noch näher beschrieben.

Aus Figur 2 sieht man, daß der erste Impulszug mit "Wandler Steuerfrequenz" bezeichnet ist und dies ist der Impuls F.. aus Figur 6, der sowohl während des Prüfzyklus, als auch während eines Druckzyklus unmittelbar dem Wandler zugeführt wird und dort die Tröpfchenerzeugung steuert. Dieser Iiapuls und seine Phasenlage bestimmen den Nullwert oder den Bezugswert für die Taktgabe des gesamten· Steuersystems. Die acht Impulse, die mit Impuls 1 bis 8 bezeichnet sind, zeigen die Phasenbeziehungen der acht Ausgangsleitungen F. bis F_fi des Taktgebers 30 in Figur 6 an.

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Die unterste Zeile mit der Bezeichnung "Druckimpuls" zeigt Form und Länge eines Druckimpulses, der anschließend während eines Druckzyklus im Gegensatz zum Prüfzyklus an die Aufladeelektrode angelegt wird. Man sieht hier, daß der Druckimpuls wesentlich länger ist als der Prüfimpuls. Diese Impulsform wird über einen monostabilen Multivibrator 40 erzeugt, durchläuft eine ODER-Schaltung 42 und gelangt von dort an den Aufladeverstärker 34. Diese monostabile Kippschaltung verlängert den Taktimpuls für den Druckvorgang.

Die Detektorschaltung muß also diejenige Phase der gegeneinander phasenverschobenen Taktimpulszüge feststellen, bei der die Ablösung des Tröpfchens tatsächlich auftritt. Betrachtet man die obere Kurve in Figur 2, so zeigen die beiden Pfeile a und b zwei verschiedene Tröpfchenablösezeitpunkte an. Im Fall des Tröpfchenablösezeitpunkts a, unter der Annahme, daß die Prüfung mit dem 1-Impuls begann, könnte während des 1-Impulses oder des 2-Impulses kein Abfühlen einer Ladung stattfinden, da in beiden Fällen diese Impulse bereits den Wert Null haben, bevor die tatsächliche Ablösung des Tröpfchens stattfindet. Führt man dem System jedoch für die dritte Phase den "3-Impuls" zu, dann würde ein Ausgangssignal abgefühlt werden, das anzeigt, daß dies die entsprechende Phasenlage des Taktimpulses ist, bei dem die Tröpfchenablösung zuerst festgestellt wurde. Man sieht, daß für diesen Fall auch die Taktimpulsfolgen "4-Impuls", "5-Impuls" und "6-Impuls" ein 'Ausgangssignal liefern würden unter der Annahme, daß ein bestimmter Prüfzyklus mit einer dieser Serien von Impulsen begann, wie noch erläutert wird. Im Fall des Tröpfchenablösezeitpunktes b würde dieser zuerst während der Impulsphase 2 oder bei der Taktimpuls folge "2-Iitipuls" des Systemtaktgebers auftreten.

Man sieht also, daß es möglich ist, festzustellen, wann der Tröpfchenablösezeitpunkt mit einer bestimmten Phase des Taktgebers zusammenfällt. Es ist dann erforderlich, diese Information zur Steuerung der Auswahlschaltung für die entsprechende Phase der Taktimpulszüge zu benutzen, die diesen Taktimpulszug nach dem

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Aufladeverstärker durchschaltet. Die Art und Weise, wie dies durchgeführt wird, ergibt sich aus dem Schaltbild in Figur 5 und dem Flußdiagramm in Figur 3. Bevor die in Figur 5 gezeigte Schaltung beschrieben wird, soll zunächst die Arbeitsweise der Schaltung in Verbindung mit dem Flußdiagramm in Figur 3 dargelegt werden, wobei auch auf Figur 4 zu verweisen ist, in der die Gesamttaktgabe des Systems dargestellt ist. Figur 4 zeigt auf fünf Zeilen die wesentlichen Steuersignale des Systems. Die Zeitbasis in Figur 4 hat keine maßstäbliche Beziehung zum Zeitmaßstab der Figur 2. Man sieht, daß auf der Zeile "Prüfdaten" insgesamt 16 Prüftropfchen durch das System erzeugt werden. Diese 16 Prüftröpfchen erfordern natürlich 16 Tröpfchenzeiten im Maßstab der Figur 2. Die Steuersignale "Prüfzyklus" und "Druckzyklus" werden durch die Systemsteuerung abgeleitet, die nicht dargestellt ist, und durch den Fachmann ohne Schwierigkeit entworfen werden könnte und im wesentlichen davon abhängt, wie oft ein Prüfzyklus durchgeführt werden muß. Grundsätzlich ist die Maschine immer dann im Druckzyklus, wenn sie nicht im Prüfzyklus ist. Für einen Zeilendrucker würde man beispielsweise den Prüfzyklus in die Zeit des Wagenrücklaufs legen oder im Falle eines Druckkopfes, der eine Zeile eines Aufzeichnungsträgers überstreicht, in die Zeit des Rücklaufs. Es ist ferner möglich, daß es nicht notwendig erscheint, nach jeder Zeile einen Prüfzyklus vorzunehmen oder es könnte auch erwünscht sein, mehr als einen Prüfzyklus je Zeile durchzuführen. Die Taktgabe wäre in jedem Fall nichts Außergewöhnliches, wobei selbstverständlich klar sein dürfte, daß der tatsächliche Druckzyklus nicht gleichzeitig mit dem Prüfzyklus ablaufen kann.

Der Prüfdatenimpuls wird von einer Reihe in Figur 6 dargestel]ter Taktschaltungen abgeleitet, wobei die zweite monostabile Kippschaltung SS2 in Figur 6 den Prüfdatenimpuls liefert. Dieser Impuls, der aus dem den Prüfzyklus einleitenden Impuls abgeleitet wird, befähigt das System, die Folge von Prüfimpulsen zu erzeugen und abzugeben. Der Impuls selbst wird verschiedenen Teilen der Schaltung in Figur 5 zugeführt, um die Prüfimpulse in geeigneter

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Weise nach dem Aufladeverstärker 34 und von dort nach der Aufladeelektrode zur Aufladung ausgewählter Tröpfchen durchzuschalten. Man sieht, daß dieser Impuls gegenüber dem den Prüfzyklusimpuls einleitenden Impuls etwas verzögert ist. Das hat den Zweck, die Nachwirkungen von vorangegangenen Tröpfchen, die während des Druckvorganges das Abfühlelement teilweise aufgeladen haben könnten, abzubauen.

Der Impuls, der auf Zeile 4 als Torimpuls bezeichnet ist, dient der Abtastung des Abfühlverstärkers zu einem geeigneten Zeitpunkt, nachdem eine Reihe von Prüfimpulsen erzeugt und ihre Ladung sich auf dem Abfühlelement akkumuliert haben, um ein möglichst großes von Störungen und Rauschen freies Signal zu erzeugen. Man sieht, daß zwischen dem Abfallen des Prüftröpfchens oder des Prüfdatenimpulses und dem Anstieg des Torimpulses eine gewisse Verzögerung vorgesehen ist. Die monostabile Kippschaltung SS4 in Figur 6 erzeugt diesen Torimpuls, der, wie man sieht, den beiden UND-Torschaltungen 44 und -94 in Figur 5 zugeleitet wird und in dem Phasenzähler 48 in positiver und negativer Richtung wirksame Fortschaltsignale erzeugt, wenn der Abfühlverstärker 26 ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt.

Das Signal "Abfühlsignal" in der letzten Zeile in Figur 4 stellt lediglich das durch den Abfühlverstärker zum Zeitpunkt des Anlegens des Torimpulses erzeugte Signal dar. Die gestrichelte, mit Schwellwert bezeichnete Linie zeigt an, daß es möglich ist, den Schwellwert des Abfühlverstärkers einzustellen, so' daß verschiedene Einschwingeffekte, wie auch Rauschen, Streufelder und auf Teilaufladung zurückgehende Signale, unterdrückt werden können.

Aus der vorangegangenen Beschreibung der Figuren 1_r 2, 4 und 6 erkennt man, daß durch die Erfindung ganz allgemein bestimmt wird, während welcher Phase des Taktgebers das Tröpfchen tatsächlich sich loslöst. Nach Feststellung dieser Phase wird diese dazu benutzt, die während des Druckvorganges benutzte Phase zu steuern und anschließend den Ausgangspunkt für den nächsten Prüfzyklus

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festzulegen. Die Art und Weise, wie dies in der offenbarten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird, soll nunmehr anhand des Flußdiagramms in Figur 3 und des Blockschaltbildes in Figur 5 näher erläutert werden. In der Beschreibung der Figur 3 wird, falls erforderlich, auf die Schaltungseinzelheiten der Figur 5 Bezug genommen. Es wird jedoch anschließend auch noch eine Einzelbeschreibung der Schaltung in Figur 5 gegeben.

Der Ablauf in Figur 3 beginnt mit der Betätigung eines Startsignals im Bedienungsfeld, wodurch der PrüfVorgang im Block 50 "Prüfen" eingeleitet wird. Man sieht/ daß dieser PrüfVorgang entweder durch das Startsignal oder durch ein Prüfsignal angesteuert wird, das vom Haupttaktgeber des Systems iommt. Von dort gelangt man zum Block 51 für eine Anlaufprüfung. Diese Anlaufprüfung wird beim Einschalten z.B. in der Weise durchgeführt, daß man einen Druckknopf am Bedienungsfeld drückt, um einen kontinuierlichen Ablauf einer Anzahl von Prüfzyklen sicherzustellen, bevor der erste Druckzyklus eingeleitet wird. Das könnte durch einen manuell betätigbaren Schalter oder aber durch eine taktgesteuerte Kippschaltung erreicht werden, die über eine bestimmte Mindestanzahl von Zyklen eingestellt bleibt oder durch irgendwelche anderen geeigneten Maßnahmen. Für die Zwecke der Beschreibung sei angenommen, daß die Anlaufzeit begonnen habe, so daß das System weiterläuft nach Block 52, gemäß dem der Phasenzähler auf Null einzustellen ist. Betrachtet man jetzt Figur 5, so erkennt man den Phasenzähler 48. Es sei darauf hingewiesen, daß der Phasenzähler nicht unbedingt auf Null eingestellt werden muß, daß dies aber der Klarheit der Darstellung dient.

Wach Einstellen des Phasenzählers in Block 52 auf Null gelangt man nach Block 54, gemäß dem 16 Prüfphasenimpulse vom System-Taktgeber her durchgeschaltet werden, wobei die bestimmte ausgewählte Phase diejenige ist, die durch den Zählerstand des. Phasenzählers bestimmt ist, der in der Anlaufsphase, die in diesem Fall Null ist, sein würde. Es werden somit 16 Impulse der Phase Null, die auf der vom Haupttaktgeber kommenden Leitung F.. auftreten,

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durch den Prüfdatenselektor und den Prufphasendecodierer ausgewählt, was bewirkt, daß die F.-Impulse der Aufladeelektrode zugeführt werden, um 16 durch den Drucker erzeugte Tröpfchen aufzuladen oder einen Versuch einer solchen Aufladung vorzunehmen. Der Ablauf geht dann weiter nach Block 56, wo das Ausgangssignal des Abfühlelements überprüft wird. Man erinnere sich, daß dann, wenn sich das Tröpfchen während der Aufladephase loslöst, das Tröpfchen entsprechend aufgeladen wird, was wiederum an dem Abfühlelement ein Ausgangssignal zur Folge hat. Ist jedoch kein solches Ausgangssignal vorhanden, dann geht es weiter nach Block 58, wodurch der Phasenzähler in positiver Richtung um 1 weitergeschaltet wird, worauf der Ablauf weitergeht nach Block 62, um festzustellen oder zu prüfen, ob die Anlaufzeit abgelaufen ist. Unter der Annahme, daß dies nicht der Fall ist, geht der Ablauf weiter nach Block 64 für einen erneuten Zugriff zum Phasenzähler und kehrt dann zum Block 54 zurück, der 16 neue Prüfphasenimpulse erzeugt, wobei hier daran erinnert werden darf, daß zu jedem. Zeitpunkt, wenn Prüfphasenimpulse erzeugt werden, die bestimmte ausgewählte Phase davon abhängt, wie der Phasenzähler 48 gerade eingestellt ist. Im letzten Zyklus war er auf 1 fortgeschaltet worden.

Dieses Verfahren wird während der Anlaufphase so lange fortgesetzt, bis vom Abfühlelement ein Ausgangssignal festgestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt läuft das Verfahren nach Block 60, durch das der Phasenzähler um 1 zurückgestellt wird. In jedem Fall wird jedoch wieder nach Block 62 gegangen und das System geht dabei zwischen Ausgangssignal des Abfühlelementes und kein Ausgangssignal des Abfühlelementes hin und her, bis die Anlaufzeit vorbei ist. Man sieht ferner, daß nach Ablauf der Anlaufzeit selbst dann, wenn der letzte Zyklus anzeigte, daß kein Ausgangssignal des Abfühlelements vorliegt, die Taktgabe des Gesamtsystems um nicht mehr als eine Taktphase abweicht. Wie noch näher erläutert wird, unterstützt der Druckzyklusdecodierer tatsächlich drei Phasen des Taktgebers von der augenblicklichen Einstellung des Phasenzählers und liefert damit einen etwas breiteren Aufladeimpuls für den Druckzyklus als er beim Prüfzyklus benutzt wird. Die Tatsache,

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daß das System etwa um nur eine Phasenzählung abweicht, hat keine Schwierigkeiten zur Folge.

Unter Berücksichtigung des bisher Gesagten wird angenommen, daß die Anlaufphase vorbei ist. Dann wird Block 66 erreicht, gemäß dem ein Druckzyklus des Systems folgt. Das kann beispielsweise zur Folge haben, daß mehrere 100 oder mehrere 1000 Tröpfchen aufgeladen werden, bevor die nächste Prüfperiode beginnt. Dies wird wiederum durch den Haupttaktgeber des Systems bestimmt und wenn der nächste Prüfzyklus beginnt, wird Block 50 entsperrt, worauf das Verfahren weiter zu Block 51 läuft und, da die Anlaufphase
vorbei ist, weiter nach Block 64 läuft, wo dann der augenblickliche Zählerstand des Phasenzählers 48 benutzt wird, um die
nächsten 16 Taktimpulse nach dem Drucker durchzuschalten. Zu
diesem Zeitpunkt geht das System nach Block 54, Block 56 und abhängig vom Ausgangssignal des Abfühlelements in einer Verzweigung nach Block 58 oder 60 und kehrt zu diesem Zeitpunkt, unabhängig davon, ob ein Ausgangssignal des Abfühlelementes vorhanden ist
oder nicht, da die Anlaufzeit vorüber ist, zum Druckvorgang zurück im Block 66.

Zu diesem Zeitpunkt wird der Phasenzähler, wenn kein Ausgangssignal des Abfühlelements vorliegt, um 1 fortgeschaltet und es wird sofort mit dem Druckvorgang fortgefahren, da ein Ausgangssignal des Abfühlelements auftritt. Das hat sich in der Praxis als zufriedenstellend herausgestellt, da die Synchronisation, wenn sie einmal vorhanden ist, nur sehr langsam wegläuft. Wenn bei einer unmittelbar nachfolgenden Phasenprüfung kein Ausgangssignal des Abfühlelements festgestellt wird, dann läßt sich dies gewöhnlich bei ein oder zwei weiteren Phasenprüfungen auffinden. Es ist natürlich klar, daß durch einfache Abwandlung der Steuerung das
System so lange in der Prüfphase verbleiben kann, bis ein Ausgangssignal des Abfühlelements auftritt. Dies könnte beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man von den Blocks 58 und 60 unmittelbar nach Block 64 zur Erzeugung von 16 neuen Prüfimpulsen läuft und dies so lange durchführt, bis ein Tröpfchen abgefühlt

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wird. Das würde jedoch erfordern, daß der Haupttaktgeber so geändert wird, daß der Druckvorgang so lange nicht wieder aufgenommen werden kann, bis eine erfolgreiche Abtastung oder Abführung eines aufgeladenen Tröpfchens erzielt ist.

Die vorangegangene Beschreibung der Figur 3 zeigt deutlich, wie die hier offenbarte Ausführungsform der Erfindung arbeitet. Die durch die verschiedenen Schaltungsteile in Figur 5 durchgeführten Funktionen sind, wenn sie zusammen mit der Beschreibung von Figur 3 betrachtet werden, eindeutig klar. Die in Figur 5 gezeigte Steuerschaltung ist insoweit vollständig, als alle notwendigen Schaltstufen zur Erzeugung der Steuerfrequenz für den Wandler der Aufladeimpulse für den Prüf- und den Druckzyklus und auch die Anordnung des Haupttaktgebers dargestellt sind. Der Haupttaktgeber selbst, der den Prüf- und Druckzyklus erzeugt, ist nicht dargestellt, da diese Impulse auf die verschiedenste Art und Weise erzeugt werden können, die alle im wesentlichen elektromechanischen Ursprungs wären oder zumindest auf elektromechanische Weise eingeleitet würden. Die relative Form und Dauer dieser Impulse ist klar aus Figur 4 zu- entnehmen» Man sieht ferner, daß für die Anlaufphase eine Reihe von Prüfimpulsen erzeugt würde, deren Anzahl von der Konstruktion her festgelegt wäre, so daß nach Ablauf der Anlaufphase die Prüf- und Druckimpulse die einzigen Impulse wären, die zum Betrieb des in Figur 5 gezeigten'Systems erforderlich sind. Der Quarzoszillator 31, der den Haupttaktgeber 30 mit einer achtmal höheren Frequenz ansteuert als die Haupttaktfrequenz F, ist von dem Haupttaktgeber des Systems, der die Prüf- und Druckimpulse liefert, praktisch unabhängig. Der Quarzoszillator 31 kann von üblicher Bauart sein und der Taktgeber 30, der im Zusammenhang mit Figur 6 beschrieben war, besteht im wesentlichen aus einem achtstufigen Ringzähler mit acht Ausgangsanzapfungen und einer entsprechenden Impulsformung, so daß Ausgangsimpulse der gewünschten Form und Dauer erzeugt werden können. Das Ausgangssignal des Taktgebers 30 besteht also aus acht in der Phase gegeneinander verschobenen Ausgangsimpulsen, die auf den Leitungen F bis F₈.auftreten und die zusammen das Kabel 70 bilden.

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Diese werden dem Prüfdatenselektor 72 und dem Druckphasenselektor 74 zugeführt. Man sieht ferner, daß die Leitung F₁ am Kabel 70 nahe uem Taktgeber 30 abgeht und die erforderliche Folge von Taktimpulsen an den Leistungsverstärker 32 abgibt, der den Wandler ansteuert, durch den dann die Tröpfchen gebildet werden. Diese Leitung führt auch nach dem Zeichengenerator 76 und liefert an diesen die entsprechenden Torschaltsynchronisierimpulse- Der Zeichengenerator hat die Aufgabe, den einlaufenden Datenimpulszug, der normalerweise in paralleler Form ankommt, aufzunehmen und in ein Binärausgangssignal in serieller Form umzuwandeln, das dann in geeigneter Form auf der Aufzeichnungsoberfläche dargestellt werden kann. Die Arbeitsweise solcher Zeichengeneratoreh ist bei Tintenstrahldruckern allgemein bekannt und es sei in diesem Zusammenhang auf die üS-Patentschrift 3 298 030 und die US-Patentschrift 3 373 437 verwiesen. Im wesentlichen sind die auf der Ausgangsleitung des Zeichengenerators auftretenden Signale eine Folge von binären Impulsen, wobei 1 ein aufzuzeichnendes Tröpfchen und 0 ein Tröpfchen darstellt, das die Aufzeichnungsfläche nicht erreichen soll. Dieser Zug binärer Daten wird einer UND-Torschaltung 78 zugeführt, deren beide anderen Eingangssignale als Druckimpuls vom haupttaktgeber und vom Druckphasenselektor 74 kommen. Die UND-Torschaltung 78 liefert während der Dauer der Druckimpulse ein Ausgangssignal, wenn am Ausgang des Zeichengenerators 76 eine binäre 1 auftritt und wenn ein ausgewählter Druckphasenimpuls vom Druckphasenselektor 74 aufgenommen wird. Das Ausgangssignal der UND-Torschaltung 78 wird dann einer monostabilen Kippschaltung 40 zugeführt, die den dem Aufladeverstärker 34 zuzuführenden Impuls verlängern soll. Die Wirkung dieser monostabilen Kippschaltung ist in der untersten Kurve in Figur 2 gezeigt. Angenommen, der 2-Impuls des Taktgebers wird zum Entsperren der UND-Torschaltung benutzt anstelle des Druckimpulses, der an das Ende des Taktimpulses fällt, so wird dieser bis praktisch zum Ende der Periode ausgedehnt.

Zur Vervollständigung der Erläuterung der Arbeitsweise des Druckzyklus sei angenommen, daß der Phasenzähler 48, der für den Ab-

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stand der einzelnen Tröpfchen zuständig ist, auf einen willkürlich gewählten Wert zwischen 1 und 8 (O bis 7 im Binärformat) eingestellt ist. Das Ausgangssignal dieses Zählers wird dem Druckphasendecodierer 80 zugeführt, der ein üblich aufgebauter Decodierer ist, und auf einer der Leitungen 1 bis 8 ein Ausgangssignal abgibt, das der Einstellung des Zählers und der eigenen internen Schaltung entspricht. Wie bereits kurz erwähnt, wurde es als zweckmäßig festgestellt, daß der Druckphasendecodierer etwa drei Prüfphasenzyklen weniger decodiert als es der tatsächlichen Einstellung des Zählers entspricht. Ist die eingespeicherte Zahl 5, dann würde der Phasendecodierer ein Signal auf die Leitung 2 abgeben. Das hat zur Folge, daß der Druckimpuls sich über die gesamte Dauer der tatsächlichen Tröpfchenablösezeit erstreckt, so daß an das System nicht so hohe Forderungen gestellt werden müssen, ohne daß dabei die Zuverlässigkeit in Frage gestellt wird. Man sieht, daß die Verdrahtung des Druckphasendecodierers festliegt, d.h. der Druckphasencodierer würde in einem festliegenden Verhältnis zur Einstellung des Zählers decodieren. Man sieht, daß jede der UND-Torschaltungen A1 bis A8 des Druckphasenselektors kontinuierlich verschiedene Ausgangssignale des Taktgebers 30 auf den Leitungen F. bis F„ erhalten» Es wird jedoch nur die bestimmte UND-Torschaltung, die durch das Ausgangssignal des Druckphasendecodierers entsperrt ist, eine bestimmte Taktimpulsfolge hindurchlassen, die über die ODER-Schaltung 84 nach der UND-Torschaltung 78 läuft.

Die Arbeitsweise der einen Prüfdatenimpuls erzeugenden Schaltung ist im wesentlichen die gleiche wie die eben für die Druckphase beschriebene Schaltung, mit Ausnahme einiger kleiner offensichtlicher Abweichungen. Das Ausgangssignal des Phasenzählers wird dabei dem Prüfphasendecodierer zugeleitet. Entsprechend der Einstellung des Zählers wird ein Signal auf einer der vom Prüfphasendecodierer kommenden Leitungen 1 bis 8 auftreten, das wiederum ' eine der ÜND-Torschaltungen 88 entsperrt, die einen Teil des Prüfdatenselektors 72 bilden. Die bestimmte durch den Decodierer 86 ausgewählte UND-Torschaltung bewirkt, daß die Phase des daran

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angeschlossenen Taktgebers die ODER-Schaltung 90 nach der UND-Torschaltung 92 durchläuft. Das andere Eingangssignal der UND-Torschaltung 92 ist der Prüfdatenimpuls, so daß die Prüfdatenimpulse vom Selektor 72 die ODER-Schaltung 42 nach dem Aufladeverstärker 34 durchlaufen können, wodurch alle nachfolgenden, während der nächsten 16 Perioden erzeugten Tröpfchen aufgeladen werden, oder es wird zumindest eine solche Aufladung versucht. D.h., wenn der Ablösezeitpunkt der Tröpfchen vor oder nach dem Auftreten des Prüfladeimpulses liegt, dann wird natürlich das zugehörige Tröpfchen keine Aufladung erhalten.

Man sieht ferner, daß die UND-Torschaltung 92 nur zwei Eingänge aufweist, während die UND-Torschaltung 78 drei Eingänge besitzt. Dies ist offensichtlich so, da während der Prüfung alle nachfolgenden Tröpfchen aufgeladen v/erden, d.h. daß es während dieser Prüfphase keine Eingangsdaten gibt.

Betrachtet man nunmehr den linken oberen Teil der Figur 5, so erkennt man, daß das Abfühlelement 16 versucht, die Ladung eines daran vorbeifliegenden Tröpfchens aufzunehmen. Sind die Tröpfchen tatsächlich aufgeladen, so wird ein Signal festgestellt und im Verstärker 26 verstärkt. Dieses Signal liegt als Eingangssignal an der UND-Torschaltung 94, deren Ausgangssignal ein Zurückschalten des Phasenzählers 48 bewirkt. Die UND-Torschaltung 94 weist zwei weitere Eingänge auf, wobei der erste für den PrüfVorgang ist und über die Haupttaktgeberschaltung ein Eingangssignal erhält, während an dem anderen Eingang der Abtasttorimpuls ankommt, der von der monostabilen Kippschaltung SS4 innerhalb des Taktgebers 30 ausgeht. Der Prüfimpuls und die Abtasttorimpulse dienen dazu, jedes unerwünschte Fortschalten des Phasenzählers zu jeder anderen Zeit als während eines Prüfzyklus zu unterbinden.

Für den Fall, daß der Verstärker kein Ausgangssignal abgibt, wird die Inverterstufe 96 entsperrt und liefert ein Ausgangssignal, das eines der Eingangssignale der UND-Torschaltung 44 darstellt. Die anderen Eingangssignale der UND-Torschaltung 44 sind der Prüfim-

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puls und der Abtasttorimpuls, die, wie bereits vermerkt, auch der UND-Torschaltung 94 zugeführt v/erden. Das Ausgangssignal des Abfühlverstärkers 26 bestimmt also, ob die UND-Torschaltung 44 oder die UND-Torschaltung 94 entsperrt wird, um den Phasenzähler in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung weiterzuschalten. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß der Phasenzähler von 1 bis δ (O bis 7 binär) zählen kann, entsprechend den acht Phasen des Taktgebers 30.

Damit ist die Gesamtbeschreibung der Arbeitsweise der Phasensynchronisierung für phasengleiche Bildung von Tröpfchen und Aufladen der einzelnen Tintentröpfchen in einem Tintenstrahldrucker beschrieben. Wie bereits erwähnt, besteht einer der wesentlichen Vorteile der neuen Anordnung darin, daß die Steuerung im wesentlichen digital, erfolgt. Dies sieht man leicht aus den einzelnen Schaltblöcken in Figur 5. Der Phasenzähler 48, der Prüfphasendecodierer, der Druekphasendecodierer und der Taktgeber 30 sind alles digitale Schaltungen, die alle im wesentlichen mit einem 3-Bit-Binär-Code arbeiten, durch den die Zahlen von 1 bis 8 (binär 0 bis 7) dargestellt werden können. Alle übrigen Schaltstufen einschließlich der UND-Torschaltungen, der ODER-Torschaltungen, der monostabilen Multivibratoren 40 des Zeichengenerators 76 usw. sind binäre logische Schaltungen und die beiden Verstärker 26 und 32 sind ebenfalls im wesentlichen binäre Verstärker, die auf einen eingangsseitig zugeführten Impuls ausgangsseitig einen Impuls vorbestimmter Amplitude abgeben. Diese Art von Schaltung läßt sich leicht in hochintegrierter Halbleitertechnik herstellen, wodurch die ganze Schaltung außergewöhnlich zuverlässig, preiswert in der Herstellung und auch gedrängt im Aufbau wird, so daß sich die gesamte Steuerschaltung auch für mit einer größeren Anzahl von Tintenstrahlsystemen arbeitenden Matrixdrucker eignet.

Wie bereits mehrfach erwähnt, stellt die Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung eine optimale Lösung in bezug auf annehmbare Druckqualität und einer möglichst geringen Prüfzeit in der Prüfphase und damit einen tragbaren Kompromiß dar. Dabei ist

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wichtig anzumerken, äaß die Phasenzählung für eine gewisse Zeit während der Prüfoperation eingespeichert wird. Ebenso grundsätzlich ist in der erfindungsgemäßen Einrichtung die Anwendung digitaler Steuerschaltungen. Es sind auch einige konstruktive Abwandlungen möglich, die noch kurz angeführt werden sollen. Bei einer erfolgreichen Abfühlung einer Tröpfchenaufladung in der Prüfphase wird der Phasenzähler 48 nach rückwärts geschaltet, während bei Abwesenheit einer solchen Aufladung der Phasenzähler nach vorwärts weitergeschaltet wird. Diese beiden Arbeitsgänge könnten selbstverständlich genauso umgekehrt werden. Ebenso ist nur eine Weiterschaltung um eine Phase offenbart, obgleich man natürlich auch um mehr als eine Phase nach vorwärts oder rückwärts weiterschalten könnte, insbesondere nach einer nicht erfolgreichen Abfühlung in einem vorangegangenen Prüfzyklus.

Wie bereits erwähnt, könnte die Systemsteuerung auch leicht insoweit geändert werden, als der Haupttaktgeber des Systems davon betroffen ist, wodurch die Prüfoperationen so lange fortgesetzt werden, bis eine erfolgreiche Abfühlung mit entsprechendem Ausgangssignal erfolgt, bevor ein Druckzyklus neu begonnen wird. Ferner sind 16 Prüftröpfchen angegeben als ausreichend für ein ausreichend gutes Ausgangssignal des Abfühlelements. Selbstverständlich könnte die Anzahl dieser Tröpfchen auch erhöht oder sogar vermindert werden. Im letzteren Fall könnte ein größerer Prüfsignalimpuls benutzt werden, um die Anzahl der Tröpfchen möglicherweise bis sogar auf ein Prüftröpfchen zu verringern, um damit eine Abtastung durchzuführen. Ferner kann auch die Anzahl der Phasen des Haupttaktgebers erhöht oder vermindert werden, je nach den gemachten Erfahrungen. Es ist jedoch festzustellen, daß die Anzahl der Phasen optimal entsprechend einer Zweierpotenz ausgelegt werden sollte, um besonders günstig digitale und Abfühlschaltungen einsetzen zu können. D.h. vier oder 16 Phasen würden zwei oder vier binäre Bitpositionen voll ausfüllen, während fünf Phasen drei Bitpositionen benötigen würden, wobei alle in der logischen Schaltung möglichen Kombinationen hierbei nicht ausgenutzt würden.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Tintenstrahldrucker mit Mitteln zum steuerbaren Erzeugen, Aufladen, Ablenken und Auffangen einer Folge von Tintentröpfchen auf einem Aufzeichnungsträger oder einem Ablauf, mit einem Abfühlelement zum Feststellen der Ladung eines Tröpfchens und einer Einrichtung zum Synchronisieren der Aufladung der einzelnen Tröpfchen mit der Bildung der einzelnen Tröpfchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufladeelektrode (14) mindestens eine Prüfimpulsfolge zuführbar ist, die eine vorbestimmte bekannte Phasenbeziehung in bezug auf die der Tröpfchenbildung dienenden Impulse aufweist,

daß zur Feststellung der Phasenlage Schaltmittel (96, 44, 94, 48 bzw. 31, 30) vorgesehen sind, die bestimmen, ob die Prüfimpulse vollständig aufgeladen sind oder nicht, daß ferner ein Speicher (48) vorgesehen ist, der der Feststellung und Speicherung der Phasenlage mindestens eines Prüfimpulses dient, und .daß weitere Schaltruittel (86, 88, 92) vorgesehen sind, die entsprechend der eingespeicherten Phaseninformation der Erzeugung der nächsten Folge von Aufladeimpulsen oder Prüfdatenimpulsen für den nächsten Prüfzyklus dienen.

2. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Speicher (48) gespeicherte Phasenbeziehung, gesteuert durch den Taktgenerator (30; F1 ... F8) abrufbar ist, und daß die Phase der der Aufladestation (18) für einen nachfolgenden Druckzyklus über einen Phasendecodierer (80) und einen Druckphasenselektor (74) steuerbar ist.

3. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der im Speicher (48) gespeicherten Phasen-

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information auf eine vorhanuene oder fehlende Tröpfchenlaaung ansprechende Mittel (16, 26, 44 bzw. 94, SS4) vorgesehen sinä, aie aeri Speicherzustana je nach vorhandener oder nicht vorhandener Aufladung in der einen oder der anderen Weise ändern.

4. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, aaß aer System-Taktgenerator (30) eine vorbestimmte Anzahl gegenenander phasenverschobener Ausgangsir.ipulsfolgen (F 1 ijis F1) einschließlich der zur Tröpfchenerzeugung verv/endeten Impulsfolge (F1) liefert, und daß dabei, gesteuert durch Phasenselektionsiuittel (80, 86; 82, 88; 72, 74), zu jedem bestimmten Zeitpunkt nur eine Impulsfolge vorbestiiionter Phase ausv/ählbar ist.

5. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Selektion der Phase der Druckimpuls.e bzw. der Prüf impulse deiu Speicher (48) je ein Phasendecodierer (ÖO bzw. 86) , eine '.torschaltung (82, 84 bzw. 88, 90) nachgeschaltet sind und daß die Torschaltungen, gesteuert durch die Ausgangssignale des Phasendecodierers (8O bzw. 86) und die phasenverschobenen Taktimpulszüge (F1 bis F8) Druckimpulse bzw. Prüfimpulse mit richtiger Phasenlage abgeben.

6. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung mindestens eines Prüfimpulses der Aufladevorrichtung eine Anzahl von Prüfimpulsen zugeführt wird, wodurch das Signal zu Störverhältnis der Abführvorrichtung (16) verbessert wird.

7. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Synchronisierschaltung zum Einleiten weiterer Prüfzyklen Schaltmittel (SS4, 96, 44, 94, 48) verbunden sind, durch die während jedes Prüfzyklus Prüfimpulsfolgen mit anderer Phasenlage erzeugt werden, bis eine erfolgreiche Aufladung eines Tintentröpfchens fest-

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gestellt ist, und daß nach erfolgreich festgestellter richtiger Aufladung eines Tintentröpfchens ein üruckzyklus einleitbar ist.

ö. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der Phasenlage der Phasenzähler (4b) als reversibler Zähler zum Speichern einer Phasenbe- -zugszahl aufgebaut ist und durch Schaltmittel (26, 30, SS4, 96, 44) in einer Richtung fortschaltbar ist, wenn bei einer gegebenen Prüfimpulsfolge keine Aufladung von Tröpfchen feststellbar ist, und daß der Zähler durch Schaltmittel (26, 30, SS4, 94) in der Gegenrichtung fortschaltbar ist, wenn bei einer .gegebenen Prüfimpulsfolge eine ^uflaaung von Tröpfchen feststellbar ist.

9. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Abgabe einer gespeicherten Phaseninformation während eines Druckzyklus ein Druckphasendecodierer (80) vorgesehen ist, der selbstätig die zahlenmäßig eingespeicherte Phaseninformation um einen festen Betrag verringert, und daß dadurch üer zum Drucken dienende üruckimpuls aer Aufladevorrichtung (18) zu einem früheren Zeitpunkt zugeführt wird, als der vom gleichen Signal abgeleitete Prüfimpuls.

10. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (48) Mittel zum Einspeichern der Phaseninformation in digitaler Form aufweist und einen digitalen Zähler enthält, der ausgangsseitig so viele Stellen aufweist, daß die vorbestimmte Anzahl von phasenverschobenen Ausgangsxmpulsfolgen der Systemtaktsteuerung darstellbar ist.

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