DE2428461B2 - Vorrichtung zur kompensation des einflusses der ladung vorhergehender tintentropfen - Google Patents

Description

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

Es hat sich gezeigt, daß in Tintenstrahl-Druckern die geladenen Tropfen sich gegenseitig beeinflussen, was möglicherweise zu einer Verschlechterung des Druckbildes fflhrt Das US-Patent 35 62 757 schlägt deshalb vor, daß zur Verminderung dieses Einflusses zwischen geladenen Tropfen jeweils ein ungeladener Tropfen vorgesehen werde.

Das US-Patent 36 31 511 zeigt ein Ausgleichsverfahren für den Einfluß eines soeben aufgeladenen Tropfens auf den nachfolgenden, indem diesem eine entsprechend modifizierte Aufladung erteilt wird.

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45 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 ün Anspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, die geaana>e, unerwünschte Beeinflussung vollständig auszugleichen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Anordnung mit Düse und Ladeelektrode eines Tintenstrahl-Druckers,

Fig.2 die bei jedem zweiten Tropfen auftretende Ladespannung,

F i g. 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 Tropfen, der einem druckenden Tropfen folgt, eine Ausgleichsladung erhält,

F i g. 5 die Verhältnisse bei F i g. 4, wenn der jeweils zweite Tropfen, der einem druckenden Tropfen folgt, eine Ausgleichsladung erhält,

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer Autladeschaltung mit Ausgleichsvorrichtung,

F i g. 7 Kurvenformen der an verschiedenen Stellen der Schaltung gemäß F i g. 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 seiner Ablösung vom Strahl 12 eine Ladung Qe=CVeinduziert, wenn a, b, cund d ungeladene Tropfen sind. Falls die Tropfen a,h,c und d jedoch geladen si.id, ergibt sich die Ladung des Tropfens e zu

Qe=CVe+KCdeQd+KCceQc+ · ··, (Gleichung 1)

worin G^ und G* die Kapazitäten zwischen den Tropfen Jund e bzw. cund ebedeuten und Keine Konstante ist Da die gegenseitige Beeinflussung 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 benutzt wird. Es werden beispielsweise jeder zweite Tropfen benutzt, nämlich die Tropfen a, c und e in F i g. 1. Um die Beeinflussung des Tropfens e durch den Tropfen c zu kompensieren, wird der Tropfen c/bewußt geladen auf

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6o V = — —i " C.

de

Das ergibt

Mit diesem Q_d ergibt Gleichung 1

= CV₁, + O + Terme höherer Ordnung

Der Einfluß des Tropfens c auf den Tropfen e ist also durch den Einfluß des Tropfens d auf den Tropfen e kompensiert worden. In gleicher Weise kann der Einfluß des Tropfens a auf den Tropfen c ausgeglichen werden, indem der Tropfen /»geladen wii d:

stärkers 26, die Ausgangsspannung Vo aus den folgenden Beziehungen:

V₁

R-,

V₀

K₄

i/ — ^ac y
Es sei darauf hingewiesen, daß

C*JCbc= Gx/Cde=OL

eine Konstante ist, die für alle Tropfen in dieser Reihenfolge gleich ist

Wenn jeder zweite Tropfen zum Drucken benutzt wird, werden ohne Kompensation die in Fig.2 dargestellten Ladespannungen benötigt, wobei T die Periode der Tropfenbildung bedeutet

Bei diesem Ausgleichsschema werden die Ladespannungen gemäß F i g. 3 durch die negativen Kompensationsspannungen Vb,ydvuiä V/modifiziert, die die Werte —α Vs, — λ Vcund — « Ve haben.

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 dzum Drucken benutzt werden (Fig.4 und 5), können Kompensationsspannungen Vb= — β Va und Ve= — β Vd vorgesehen werden, um die den auf Vi und V</ aufgeladenen Troffen folgenden Tropfen aufzuladen. Entsprechend können, wenn die Ladespannungen V* und Vd zum Aufladen von Tropfen zum Drucken benutzt werden, Ladespannungen Vc und Vr( F i g. 5) zur Anwendung kommen, die den Ladespannungen Vd und Vg unmittelbar vorangehen und den gleichen Effekt haben.

Gemäß Fig.6 kann 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 F i g. 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\, Ri, Ri 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, S. 202, ergibt sich mit einer Spannung Vm vom Digital-Analog-Wandler 22 und mit den Spannungen Vi und V2 an den beiden Eingängen des Differential-Verworin K ein negativer Prozentsatz ist. Damit ergibt sich

R₄

JS

Daraus folgt

Daher ist

D I?

A₄ ^Λ2

K₃ _ J^ K ₁

K₁

Mit K - 0,3 ergibt sich

0,3

R₁

^Ri

1 +0,7 ξ

Mit K = 0,03 ergibt sich

K,

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

Gemäß F i g. 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 Vi am Ausgang der Torschaltung 34 die Kurvenform 40 und für die Ausgleichsspannung V2 von der Torschaltung 38 die Kurvenform 42 Die resultierende Ladespannung Vo an der Elektrode 24 zeigt die Kurve 44.

Hierzu 2 BhUt Zeichnungen

Claims (5)

IO Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Kompensation des Einflusses der Ladung vorhergehender Tintentropfen in einem Tintenstrahldrucker, bei dem unter Druck ein Strahl von Tintentropfen aus einer Düse austritt, der einen Taktgeber-Oszillator zum Steuern der Düse und wenigstens eine mit einer Datenquelle verbundene Ladeelektrode aufweist, um aus der Düse ausgetretenen Tropfen eine Ladung zu erteilen, und bei dem ■ur jeder n-te Tropfen des Tintentropfenstrahles jum Drucken verwendet werden kann, wobei n> 1 ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwiichen der Datenquelle (20) und der Ladeelektrode (24) eine Schaltung (22,26,32,34,36,38) angeordnet Bt zum Steuern der Ladeelektrode (24) in der Art, daß wenigstens einem der Tintentropfen eine Aufladung erteilt wird, die proportional zur Ladung des vorhergehenden druckenden Tintentropfens ist, aber die entgegengesetzte Polarität aufweist, wobei der Proportionalitätsfaktor derart einstellbar ist, daß der Einfluß des vorhergehenden druckenden Tintentropfens auf den nachfolgenden druckenden Tintentropfen kompensiert wird, und daß diese Schaltung durch den Taktgeber-Oszillator (30) steuerbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (Fig.6) einen mit seinem Eingang an die Datenquelle (20) angeschlossenen Digital-Analog-Wandler (22) aufweist, dessen Ausgang mit dem einen Eingang je einer Torschaltung (34, 36) verbunden ist, von denen die eine (38) mit ihrem zweiten Eingang über einen Inverter (36) mit dem Taktgeber-Oszillator (30) und die andere (34) mit ihrem zweiten Eingang direkt mit dem Taktgeber-Oszillator (30) verbunden ist, der auch an die Datenquelle (20) angeschlossen ist, und daß die Ausgänge der beiden Torschaltungen (34,38) mit je einem Eingang eines der Ladeelektrode (24) vorgeschalteten Differentialverstärkers (26) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oszillator (30) ein Frequenzteiler (32) nachgeschaltet ist, wobei zwischen demselben und dem Inverter (36) die Leitung zum zweiten Eingang der direkt mit dem Oszillator (30) verbundenen Torschaltung (34) abzweigt

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler (32) ein Teilerverhältnis von 2 :1 aufweist

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler (32) ein Teilerverhältnis von 3 : 1 aufweist