DE2428461A1 - Ladungsausgleichs-vorrichtung in tintenstrahl-druckern - Google Patents

Description

Aktenzeichen der Anmelderin: EN 972 036

Ladungsausgleichs-Vorrichtung in Tintenstrahl-Druckern

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

Es hat sich gezeigt, daß in Tintenstrahl-Druckern die geladenen Tropfen sich gegenseitig beeinflussen, was möglicherweise zu einer Verschlechterung des Druckbildes führt. Das USA-Patent 3 562 757 schlägt deshalb vor, daß zur Verminderung dieses Einflusses zwischen geladenen Tropfen jeweils ein ungeladener Tropfen vorgesehen werde.

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Das USA-Patent 3 631 511 zeigt ein Ausgleichsverfahren für den Einfluß eines soeben aufgeladenen Tropfens auf den nachfolgenden, indem diesem eine entsprechend modifizierte Aufladung erteilt wird.

Diese bekannten Maßnahmen zur Beseitigung bzw. Verminderung der unerwünschten gegenseitigen Beeinflussung der geladenen Tropfen haben indessen nicht die angestrebte Verbesserung der Druckqualität gebracht. Daher liegt der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, die genannte, unerwünschte Beeinflussung vollständig auszugleichen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung mit Düse und Ladeelektrode eines Tintenstrahl-Druckers;

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Fig. 2 die bei jedem zweiten Tropfen auftretende Ladespannung;

Fig. 3 eine Kurve der Lade- und Ausgleichsspannungen, wenn jeder zweite Tropfen druckt;

Fig. 4." eine der Fig. 3 ähnliche Kurve, wenn jeder dritte Tropfen druckt, und der jeweils erste, einem druckenden folgende Tropfen eine Ausgleichsladung erhält;

Fig. 5 die Verhältnisse bei Fig. 4, wenn der jeweils zweite, einem " druckenden folgende Tropfen eine Ausgleichsladung erhält;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Aufladeschaltung mit Ausgleichsvorrichtung; · ,

Fig. 7 Kurvenformen der an verschiedenen Stellen der Schaltung gemäss Fig. 6 auftretenden Signale.

In Fig. 1 ist eine Ladevorrichtung 10 eines Tintenstrahldruckers dargestellt, bei dem unter Druck ein Tintenstrahl 12 aus einer Düse 14 austritt und eine zylindrische Ladeelektrode 16 passiert, in welcher sich der Strahl in einzelne Tropfen a, b, c, d und e auflöst. Wenn C die Kapazität der Ladeelektrode 16 ist, dann wird in den Tropfen e im Augenblick seinei Ablösung vom Strahl 12 eine Ladung Q = CV induziert, wenn a, b und

e e -

e ungeladene Tropfen sind. Falls die Tropfen a, b und c jedoch geladen sind, ergibt sich die Ladung des Tropfens e zu

Q * CV + KC , Qd + KC Q + ..., (Gleichung 1) e e de ce a .

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worin C , und C die Kapazitäten zwischen den Tropfen d und e bzw. de ce

c und e bedeuten, und K eine Konstante ist. Da die gegenseitige Beoinflussung mit der Entfernung abnimmt, genügt es, die Wirkung der vorangehenden zwei oder drei Tropfen zu berücksichtigen.

Die vorliegende Erfindung betrifft den Fall/ bei dem jeder zweite oder dritte Tropfen zum Drucken benützt wird. Es werde beispielsweise jeder zweite Tropfen benutzt, nämlich die Tropfen a, c und e in Fig. 1. Um die Beeinflussung des Tropfens e durch den Tropfen c zu kompensieren, wird der Tropfen d bewusst geladen auf

C
_{v =} _ _ce_

d C, c

de

Das ergibt Q=- -~- Q + .. .

C · · O , C

de

Mit diesem Q ergibt Gleichung 1
d

Q - CV + KC_J Q_J + KC Q + . .. e e de d ce c

= CV + O + Terme höherer Ordnung

CV ' ·

Der Einfluss des Tropfens c auf den Tropfen e ist also durch den Einfluss des Tropfens d auf den Tropfen e kompensiert worden. In gleicherweise kann der Einfluss des Tropfens a auf den Tropfen c ausgeglichen werden,

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indem der Tropfen b geladen wird:

V=- -^- V-bc

Es sei darauf hingewiesen, dass C /C, = C /C, -Oi eine

ac' 'be ce de

- Konstante ist, die für alle Tropfen in dieser Reiheniolge gleich ist.

Wenn jede? zweite Tropfen zum Drucken benutzt wird, werden die in Fig. dargestellten La de spannung en benötigt, wobei T die Periode der Tropfenbildung bedeutet. ·

Bei diesem Ausgleichs schema werden die Ladespannungen gemäss Fig. 3 durch die negativen Kompensationsspannungen V₁ , V, und V_x modifiziert,

D_- α ι

die die Werte -ccV , -ocV und -ccV haben.· .

ac e

Das gleiche Prinzip kann angewandt werden, wenn jeder dritte oder jeder vierte Tropfen zum Drucken benutzt wird und eine Kompensation erforderlich ist. Wenn die Tropfen a und d zum Drucken benutzt werden (Fig. 4 und 5} können Kompensations spannungen V = -/3V und V = -/3V vorgesehen werden, um die den auf V und V, aufgeladenen Tropfen folgenden Tropfen

ad ·

aufzuladen. Entsprechend können, wenn die Lade spannungen V und V zum

3 Q

Aufladen von Tropfen zum Drucken benützt werden, L.adespannungen V

und V (Fig. 5) zur Anwendung kommen, die den Ladespannungen V und EN 9-72-036 - 5 -

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V unmittelbar vorangehen und den gleichen Effekt haben.

Gemäss Fig. 6 kajm man statt wie üblich eine Datenquelle 20 mit einen Digital«-Analog-Wandler 22 und dann mit einer Ladeelektrode 24 zu verbinden, um Tropfen nach Art der Fig. 2 zu laden, auch einen Differential-Verstärker 26 zwischen dem Digital-Analog-Wandler 22 und der Ladeelektrode 24 vorsehen. Ein Oszillator 30 ist über einen Frequenzteiler 32, der die Oszillatorfrequenz beispielsweise um den Faktor zwei herabsetzt, an die Datenquelle 20 und an eine Torschaltung 34 angeschlossen, die zwischen dem Digital-Analog-Wandler 22 und dem Differential-Verstärker 26 angeordnet ist. Zwischen dem Frequenzteiler 32 und einer zweiten Torschaltung 38 ist ein Inverter 36 vorgesehen. Die Torschaltung 38 ist mit dem zweiten Eingang des Differential-Verstärkers 26 verbunden. Durch geeignete Dimensionierung der Widerstände R , R„, R und R. kann die an die Ladeelektrode angelegte Spannung entsprechend Fig. 3 eingestellt werden, wobei die negativen Spannungen den -für die positiv geladenen Tropfen verwendeten Spannungen proportional sind. Nach "Operational Amplifiers Design and Application" , Burr^Brown Research Corporation 1971, Seite 202, ergibt sich mit einer Spannung V. vom Digital-Analog-Wandler 22 und mit den Spannungen V₁ und V an den beiden Eingängen des Differential-Verstärkers 26, die Ausgangs spannung V aus den folgenden Beziehungen:

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	R2	1	Rx
	R1		4
	1		' R3
ν		1	Ro
in	+ 2

lL· ₌ _ '3 -I=V -

ν R ' v.

ο 3 1

worin K ein negativer Prozentsatz ist. Damit ergibt sich

	■ R3	R4 R3	= K . Daraus	R2	1+ R2	R2 Rl	folgt
	R4	R2 Rl		1+ Ri	Rl "	K .
-	R2 1 +		' R2	K·		R2
ti				0,3 '	Rl
	R4		1 + 0,7	R2 Rl
	R3			t>
		R4	0,03	K2
		R3	1 + 0,97·	Rl	R2
Daher ist				R2	Rl
		R4		Rl
	3 ergibt sich	R3
Mit K = 0,
	-	R4
	03 ergibt sich	R3
Mit K ψ 0,

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Werte für K zwischen 0,3 und 0,03 haben sich als vernünftig erwiesen.

Gemäß Fig. 7 hat der Oszillator 30 eine durch den Impulszug CL dargestellte Ausgangsfrequenz, die mittels des Frequenzteilers 32 beispielsweise auf die Hälfte (DI) herabgesetzt wird. Mit der durch den Kurvenzug DA bezeichneten Ausgangsspannung des Digital-Analog-Wandlers 22 ergibt sich für die Ladespannung V, am Ausgang der Torschaltung 34 die Kurvenform 40 und für die Ausgleichsspannung V₂ von der Torschaltung 38 die Kurvenfprm 42. Die resultierende Ladespannung V_Q an der Elektrode 24 zeigt die Kurve 44.

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Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE 242q461

   Jl. Ladungsausgleichs-Vorrichtung in Tintenstrahl-Druckern, bei denen unter Druck ein Strahl von Tintentropfen aus einer Düse austritt, und die wenigstens eine mit einer Datenquelle verbundene Ladeelektrode aufweisen, um aus der Düse ausgetretenen Tropfen eine Ladung zu erteilen, gekennzeichnet durch eine zwischen der Ladeelektrode (24) und der Datenquelle (20) sowie einem Taktgeber-Oszillator (3O) angeordnete Schaltung (Fig. 6) für das Aufladen jedes η-ten Tropfens auf eine erste Polarität für das Drucken und für das Aufladen wenigstens eines der Tropfen zwischen den druckenden Tropfen auf die der ersten entgegengesetzte Polarität zum Ausgleich gegenseitiger Beeinflussung der druckenden Tropfen, wobei n\> 2 ist und zwischen den Aufladespannungen Proportionalität besteht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeschaltung (Fig. 6) einen Digital-Analog-Wandler (22) und einen Operationsverstärker (26) zum Speisen der Ladeelektrode (24) aufweist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeschaltung (Fig. 6) Torschaltungen (34, 38) aufweist, die den Digital-Analog-Wandler (22) und den Oszillator (3O) mit dem Verstärker (26) verbinden.

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4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3_r dadurch gekennzeichnet, daß die Äufladeschaltung (Fig. 6) einen Inverter (36) aufweist, äer zwischen dem Oszillator (30) und einer Torschaltung (38) angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dem Oszillator C30> zugeordneten Frequenzteiler (32).
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5_r dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler (32) ein Teilverhältnis von 2:1 aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler (32) ein Teilverhältnis von 3:2 aufweist.

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