FR2484289A1 - SEQUENTIAL DROPLET CHARGE SYSTEM APPLICABLE TO MULTI-BUTTON PRINTERS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE CHARGE SEQUENTIELLE DE GOUTTELETTES. UN TEL SYSTEME COMPORTE AU MOINS UNE RANGEE DE BUSES 1 EN LIGNE ASSOCIEE A DES MOYENS POUR QUE LES BUSES SUCCESSIVES EMETTENT L'UNE APRES L'AUTRE LEURS GOUTTELETTES, UNE ELECTRODE UNIQUE 3 POUR LA CHARGE SEQUENTIELLE DE CES GOUTTELETTES, UN DISPOSITIF DE DEVIATION 4, 5 DES GOUTTELETTES CHARGEES. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX IMPRIMANTES A JET D'ENCRE MULTIBUSES.THE INVENTION RELATES TO A SYSTEM FOR SEQUENTIAL DROP LOADING. SUCH A SYSTEM CONTAINS AT LEAST ONE ROW OF NOZZLES 1 IN LINE ASSOCIATED WITH MEANS FOR SUCCESSIVE NOZZLES TO EMIT THEIR DROPS ONE AFTER ANOTHER, A SINGLE ELECTRODE 3 FOR THE SEQUENTIAL CHARGE OF THESE DROPS, A DEVIATION DEVICE 4 , 5 LOADED DROPS. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO MULTI-NOZZLE INKJET PRINTERS.
Description
La présente invention concerne un système de charge séquen-The present invention relates to a sequential charging system
tielle de gouttelettes applicables aux imprimantes multibuses du type dans lequel les gouttelettes qui se forment reçoivent ou non une charge électrostatique puis passent dans un dispositif qui dévie les gouttelettes en fonction de leur charge électrique. A number of droplets are applicable to multi-bus printers of the type in which the droplets that form are electrostatically charged or not and then pass into a device that deflects the droplets according to their electrical charge.
On connait, en particulier, des imprimantes à jet de goutte- In particular, drop-jet printers are known, in particular
lettes comportant une plaque dans laquelles sont ménagées une pluralité de buses disposées selon au moins une ligne, ces buses étant plates having a plate in which are arranged a plurality of nozzles arranged in at least one line, these nozzles being
alimentées en liquide.supplied with liquid.
îo Des moyens pour appliquer des vibrations mécaniques sur la plaque sont prévus de manière à provoquer simultanément la formas tion de gouttes pour tous les jets de liquide issus des buses. A chaque buse est associée une électrode de charge sélective des gouttes 9 celles-ci passent ensuite dans un dispositif de déviation des gouttes chargées0 Les gouttes déviées sont interceptées et récupérées alors que les gouttes non déviées, c'està-dire non chargées, continuent leur chemin pour atteindre le support à marquer. Un tel dispositif, présente l'inconvénient de nécessiter un grand nombre délectrodes Means for applying mechanical vibrations to the plate are provided so as to simultaneously cause the formation of drops for all liquid jets from the nozzles. Each nozzle is associated with a selective charging electrode of the drops 9, which then pass into a device for deflecting the charged drops. The deviated drops are intercepted and recovered while the non-deflected, that is, uncharged drops, continue to flow. way to reach the support to score. Such a device has the disadvantage of requiring a large number of electrodes
de charge puisqu'il en faut une par buse. load since one is needed per nozzle.
La présente invention permet de réaliser une imprimante de ce type ne présentant pas cet inconvénient. En effet, une seule The present invention makes it possible to produce a printer of this type that does not have this drawback. Indeed, only one
électrode est nécessaire pour la charge des gouttes. electrode is required for the charge of the drops.
Selon l'invention, le système de charge comporte au moins une rangée de buses en ligne associée à des moyens pour que les buses successives émettent l'une après l'autre leursc gouttelettes, une électrode unique pour la charge successive de ces gouttelettes, un According to the invention, the charging system comprises at least one row of nozzles in line associated with means for the successive nozzles to emit one after another their droplets, a single electrode for the successive charge of these droplets, a
dispositif de déviation des gouttelettes chargées. device for deflecting charged droplets.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque buse peut être associée à un organe d'excitation apte à provoquer la formation de gouttes, les organes d'excitation successifs étant commandés les uns à la suite des autres. Ce sont par exemple des générateurs d'onde de pression dans le liquide alimentant les buses (tels que des générateurs piézoélectriques); la ligne d'organes cPexcitation peut According to one embodiment of the invention, each nozzle may be associated with an excitation member capable of causing the formation of drops, the successive excitation members being controlled one after the other. These are, for example, pressure wave generators in the liquid supplying the nozzles (such as piezoelectric generators); the line of organs cPexcitation can
être associée à une ligne à retard (ou registre à décalage) permet- be associated with a delay line (or shift register)
tant d'introduire un déphasage entre les organes d'excitation succes- to introduce a phase shift between the successive excitation
sifs et ainsi de soumettre Pune après l'autre les buses à une excitation. Un avantage du système est que le dispositif de base peut être sifs and so to submit Pune after another the nozzles to an excitation. An advantage of the system is that the basic device can be
combiné de différentes façons.combined in different ways.
Ainsi la rangée de buses peut être disposée parallèlement au sens de défilement du support à marquer et être associée à des moyens pour lui donner globalement un mouvement transversal de balayage. Ce mouvement peut être perpendiculaire au sens de défilement du support, avec avance pas à pas de celui-ci. Ce mouvement peut aussi être en forme de 8, avec avance uniforme du Thus the row of nozzles can be arranged parallel to the direction of travel of the medium to be marked and be associated with means to generally give it a transverse scanning movement. This movement can be perpendicular to the direction of travel of the support, with step advance thereof. This movement can also be 8-shaped, with uniform advance of
support et marquage au balayage aller et au balayage retour. support and marking with the forward scan and the reverse scan.
La rangée de buses peut aussi être disposée perpendicu- The row of nozzles can also be arranged perpendicularly
lairement au sens de défilement du support à marquer et associée à des moyens pour lui donner globalement un mouvement transversal stretching in the direction of scrolling the support to be marked and associated with means to generally give it a transverse movement
de balayage d'amplitude voisine du pas des buses. Comme précé- of amplitude scanning close to the pitch of the nozzles. As above
demment ce mouvement peut être perpendiculaire au sens de this movement can be perpendicular to the sense of
défilement du support ou en forme de 8. scrolling the support or shaped 8.
L'imprimante peut aussi comporter plusieurs rangées de buses associées en ligne ou en matrice. Ces diverses organisations peuvent répondre à un triple objectif: -l'augmentation des performances de cadence d'impression, - la facilité d'adaptation du pas de marquage par rapport au -*25 pas de juxtaposition des buses, The printer may also have several rows of nozzles associated in line or matrix. These various organizations can meet a threefold objective: the increase of the print rate performances, the ease of adaptation of the marking pitch with respect to the juxtaposition of the nozzles,
- la minimisation de la complexité des circuits de commande. minimizing the complexity of the control circuits.
Ainsi, limprimante peut comporter plusieurs rangées identi- Thus, the printer may have several rows identi-
ques de buses, agencées sur une même ligne, cette ligne étant orientée transversalement par rapport au sens de défilement du support à marquer. Dans le cas o une commande électrique d'émission de gouttelettes est associée à chaque buse, on peut commander simultanément et en parallèle les systèmes homologues of nozzles, arranged on the same line, this line being oriented transversely to the direction of travel of the medium to be marked. In the case where an electric droplet emission control is associated with each nozzle, the homologous systems can be controlled simultaneously and in parallel.
des différentes rangées.different rows.
Une organisation matricielle des rangées peut également être prévue. Dans ce cas, l'imprimante comporte l'association côte à côte de plusieurs lignes à plusieurs rangées, les différentes lignes étant choisies de manière à diminuer artificiellement le pas apparent de juxtaposition des buses. On peut procéder comme précédemment à la mise en parallèle des commandes électriques des buses homo- A matrix organization of the rows may also be provided. In this case, the printer comprises the side-by-side association of several lines with several rows, the different lines being chosen so as to artificially reduce the not apparent juxtaposition of the nozzles. As before, the electrical controls of the homogenous nozzles can be paralleled.
logues pour l'ensemble des rangées. logues for all rows.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés The description which follows, with reference to the attached drawings
donnée à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre com- given as a non-restrictive example
ment l'invention peut être réalisée. the invention can be realized.
La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un mode de FIG. 1 is a schematic sectional view of a mode of
réalisation d'une imprimante réalisée selon une technique connue. production of a printer made according to a known technique.
La figure 2 est une vue en coupe prise selon la ligne IMI1 de la FIG. 2 is a sectional view taken along line IMI1 of FIG.
figure 1.figure 1.
La figure 3 est une vue schématique en coupe d'un mode de FIG. 3 is a schematic sectional view of a mode of
réalisation d'une imprimante réalisée selon l'invention. production of a printer made according to the invention.
La figure 4 est une vue en coupe, prise selon la ligne IV.IV de FIG. 4 is a sectional view, taken along line IV.IV of FIG.
la figure 3.Figure 3.
La figure 5 est une vue en coupe, d'un exemple de réalisation FIG. 5 is a sectional view of an exemplary embodiment
d'un générateur de gouttelettes selon l'invention. of a droplet generator according to the invention.
La figure 6 représente une variante de réalisation de la ligne FIG. 6 represents a variant embodiment of the line
d'excitation piezoélectrique du générateur de gouttelettes. of piezoelectric excitation of the droplet generator.
Les figures 7, 8, 9, Il sont des vues schématiques montrant Figures 7, 8, 9, 11 are schematic views showing
divers arrangements des rangées de buses. various arrangements of nozzle rows.
La figure 10 est un schéma explicatif concernant une variante FIG. 10 is an explanatory diagram concerning a variant
de réalisation du mouvement en 8.realization of the movement in 8.
Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement un mode de Figures 1 and 2 illustrate schematically a mode of
réalisation d'une imprimante à jet de gouttelettes (mentionnée précé- production of a droplet jet printer (mentioned above).
demment) réalisée selon une technique connue. demment) performed according to a known technique.
Une pluralité de buses 1 est ménagée en ligne dans une plaque 2 baignée d'un côté par un liquide sous pression, d'encre E, par A plurality of nozzles 1 is formed in a line in a plate 2 bathed on one side by a pressurized liquid, ink E, by
exemple.example.
En regard de chaque buse est disposée une électrode de charge Next to each nozzle is a charging electrode
3 a assurant une charge sélective des gouttes provenant de la buse. 3 ensuring selective loading of drops from the nozzle.
Pour la formation des gouttes des moyens (non représentés) For the formation of drops of the means (not shown)
pour appliquer des vibrations mécaniques à la plaque sont prévus. to apply mechanical vibrations to the plate are provided.
Ainsi Pencre sort des buses 1 sous forme de jets 6 et les vibrations provoquent la formation simultanée de gouttelettes 7 de Thus, the ink comes out of the nozzles 1 in the form of jets 6 and the vibrations cause the simultaneous formation of droplets 7 of
dimension essentiellement uniforme par les jets 6. essentially uniform dimension by the jets 6.
Les gouttes sont chargées ou non par les électrodes de charge 3a au moment de leur formation et passent ensuite entre deux The drops are loaded or not by the charging electrodes 3a at the time of their formation and then pass between two
électrodes déflectrices 4, 5 entre lesquelles est établie une diffé- deflection electrodes 4, 5 between which a difference is
rence de potentiel sensiblement constante. substantially constant potential.
Les gouttes chargées sont défléchies par le champ électro- The charged drops are deflected by the electro-
statique et interceptées par l'encrier 8 associé à l'électrode 5. static and intercepted by the ink fountain 8 associated with the electrode 5.
L'encre ainsi récupérée est renvoyée vers le réservoir d'encre. The recovered ink is returned to the ink tank.
Les gouttes non chargées passent entre les deux électrodes 4, et viennent frapper le support à marquer 9, une feuille de papier The uncharged drops pass between the two electrodes 4, and strike the support to mark 9, a sheet of paper
ou de tissu par exemple, qui se déplace au regard de l'imprimante. or tissue for example, which moves with regard to the printer.
Dans ce mode de réalisation il y a autant d'électrodes dé In this embodiment there are as many electrode electrodes
charge 3a qu'il y a de buses 1.load 3a there are nozzles 1.
Les figures 3 et 4 illustrent schématiquement un mode de réalisation d'une imprimante à jet de gouttelettes utilisant un Figures 3 and 4 schematically illustrate an embodiment of a droplet jet printer using a
système de charge séquentielle de gouttelettes réalisé sèlon l'nven- sequential droplet charging system realized with the nven-
tion.tion.
On y retrouve la plaque 2 munie de ses buses 1 en ligne, les We find the plate 2 provided with its nozzles 1 in line, the
électrodes déflectrices 4, 5 avec l'encrier 8, le support à marquer 9. deflector electrodes 4, 5 with the ink fountain 8, the support to be marked 9.
Par contre une seule électrode de charge 3 disposée en regard On the other hand, only one charging electrode 3 arranged opposite
de toute la ligne de buse 1 est prévue. of the entire nozzle line 1 is provided.
Les buses successives émettent l'une après l'autre leurs gout- The successive nozzles emit one after the other their
telettes grâce à Putilisation de moyens non représentés sur les figures 3 et 4. Ces moyens peuvent être par exemple ceux illustrés by means not shown in FIGS. 3 and 4. These means can be, for example, those illustrated
par les figures 5 et 6.in Figures 5 and 6.
L'électrode de charge 3 peut être pilotée pour assurer succes- The charging electrode 3 can be controlled to ensure succes-
sivement la charge sélective de toutes les gouttelettes. Cette the selective loading of all droplets. This
charge peut éventuellement être modulée en amplitude. load can optionally be amplitude modulated.
Un tel mode de réalisation présente l'avantage de ne néces- Such an embodiment has the advantage of not requiring
siter qu'une seule électrode de charge. only one charging electrode.
Les figures 5 et 6 illustrent un mode de réalisation d'un Figures 5 and 6 illustrate an embodiment of a
générateur de gouttelettes ne nécessitant qu'une électrode de char- droplet generator requiring only one charging electrode.
ge 3 associée.age 3 associated.
La plaque 2 fait partie d'une enceinte ou collecteur 21 alimentée en liquide E sous pression. En regard de chaque buse 1, l'enceinte présente une ouverture dans laquelle est introduit un transducteur à céramiques piezoélectriques 22 pouvant engendrer périodiquement des ondes de presion dans le liquide. La ligne des - ransducteurs piezo-élec tiques 22 est associée à une ligne a retard ou registre à décalage électrique 23 assurant un retard entre les impuisions envoyées auw transducteurs 2 successifs, Ainsi ceuxec! vont envoyer les uns après les autres une onde de pression à la buse qui leur est associée. En conséquence, les buses 1 successives vont engendrer l'une après Pautre une goutte 7 et une seule électrode) (comme illustré figures 3 et 4) peut traiter séparément toutes les goutteso Ce mode de réalisation peut être utilisé dans l'imprimante des The plate 2 is part of a chamber or collector 21 fed with liquid E under pressure. Opposite each nozzle 1, the chamber has an opening into which is introduced a piezoelectric ceramic transducer 22 which can periodically generate pressure waves in the liquid. The line of the piezoelectric transducers 22 is associated with a delay line or electric shift register 23 providing a delay between the impulsions sent to the successive transducers 2 will send one after the other a pressure wave to the nozzle associated with them. Consequently, the successive nozzles 1 will generate one after another drop 7 and a single electrode) (as illustrated in FIGS. 3 and 4) can process all the drops separately. This embodiment can be used in the printer of FIGS.
figures 3 et 4.Figures 3 and 4.
La figure 6 illustre un exemple de réalisation de la ligne Figure 6 illustrates an embodiment of the line
d'excitation piézo-électrique à l'aide d'une barrette de céramique 24. of piezoelectric excitation by means of a ceramic strip 24.
sur laquelle sont déposées des électrodes indépendantes 25. on which are deposited independent electrodes 25.
Un autre moyen que l'utilisation d'une ligne à retard 23 Another way that the use of a delay line 23
pourrait être mis en oeuvre pour commander les transducteurs piezo- could be implemented to control the piezoelectric transducers
électriques 22 sans sortir du cadre de linvention. Chaque transduc- 22 without departing from the scope of the invention. Each transducer
teur 22 peut être commandé individuellement. 22 can be controlled individually.
Un avantage du système est que le dispositif de base décrit dans les modes de réalisation précédents peut être combiné de One advantage of the system is that the basic device described in the previous embodiments can be combined with
différentes façons.different ways.
Tout d'abord ce dispositif peut être associé à des moyens pour First of all this device can be associated with means for
lui donner globalement un mouvement transversal de balayage. globally give it a transverse scanning movement.
Ainsi sur les figures 7 et 8, on peut voir un dispositif de base à une rangée de buses disposée parallèlement au sens de Thus, in FIGS. 7 and 8, it is possible to see a basic device with a row of nozzles arranged parallel to the direction of
défilement du support à marquer 41. scrolling the support to be marked 41.
Ce dispositif 40 peut être associé à des moyens (non repré- This device 40 can be associated with means (not shown
sentés) pour lui donner globalement un mouvement perpendiculaire au sens S (selon les flèches FI), avec avance pas à pas du support 41 felt) to globally give him a movement perpendicular to the direction S (according to the arrows FI), with step advance of the support 41
(voir figure 7).(see Figure 7).
Le mouvement peut aussi être en forme de 8 (selon F2, figure 8), avec avance uniforme du support 41. Pour donner au dispositif 40, le mouvement désiré, on pourra faire appel, d'une manière connue, à des cames synchronisées avec Pavance du support à marquer. Le dispositif de base 40 peut aussi comme illustré figure 9 être disposé perpendiculairement au sens de défilement S et animé d'un mouvement transversal d'amplitude voisine du pas des buses. Comme précédemment, le mouvement peut être rectiligne avec avance pas à pas du support 41 ou en forme de 8 selon F3 et avance uniforme du The movement can also be in the form of 8 (according to F2, FIG. 8), with uniform advance of the support 41. In order to give the device 40 the desired movement, it is possible to use, in a known manner, cams synchronized with Flag of the support to mark. The base device 40 may also, as illustrated in FIG. 9, be arranged perpendicularly to the direction of movement S and animated by a transverse movement of amplitude close to the pitch of the nozzles. As before, the movement can be rectilinear with stepwise advance of the support 41 or in the form of 8 according to F3 and uniform advance of the
support 41.support 41.
Pour réaliser le mouvement en 8, on peut combiner un To achieve the movement in 8, we can combine a
déplacement mécanique du dispositif 40 dans une direction x perpen- mechanical movement of the device 40 in a direction x perpendicular
diculaire au sens de défilement S et une déflexion électrostatique des gouttes dans la direction y parallèles à x (figure 10). Cette déflexion variable des gouttes peut être obtenue par la modulation dicular in the direction of scroll S and electrostatic deflection of the drops in the y direction parallel to x (Figure 10). This variable deflection of the drops can be obtained by the modulation
en amplitude d& la charge des gouttelettes (comme indiqué précé- amplitude of the droplet charge (as indicated above).
demment).ously).
L'imprimante peut aussi comporter plusieurs rangées de buses associées en ligne ou en matrice. Ainsi sur la figure 11, à gauche on peut voir deux dispositifs de base 40 à une rangée juxtaposés sur la The printer may also have several rows of nozzles associated in line or matrix. Thus, in FIG. 11, on the left we can see two basic devices 40 with a row juxtaposed on the
même ligne, cette ligne étant orientée perpendiculairement au sens. same line, this line being oriented perpendicular to the direction.
de défilement sur le support 41.scrolling on the support 41.
Les séquences d'émission de gouttelettes sont synchrones pour les différentes rangées de buses. Ceci permet, dans le cas o une commande électrique est associée à chaque buse d'émission, de commander simultanément et en parallèle les systèmes homologues The droplet emission sequences are synchronous for the different rows of nozzles. This allows, in the case where an electrical control is associated with each transmission nozzle, simultaneously and in parallel control the peer systems
des différentes rangées.different rows.
Chaque dispositif 40 conserve son électrode de pilotage élec- Each device 40 retains its elec-
trostatique 3 propre. A titre d'exemple, un ensemble constitué de 10 rangées de chacune 10 buses alimentées de gouttelettes à la demande par un système piézo-électrique nécessitera: - 10 commandes électrostatiques différentes (1 commande par dispositif 40), - 10 excitations électriques de piezo-éléments, la première de ces excitations agissant pour le compte de la première buse de chacun des dix dispositifs 40, etc... Ce système comporte donc 20 circuits de commande pour 100 trostatic 3 clean. By way of example, an assembly consisting of 10 rows of each 10 nozzles supplied with droplets on demand by a piezoelectric system will require: - 10 different electrostatic controls (1 control per device 40), - 10 electrical excitations of piezoelectric elements, the first of these excitations acting on behalf of the first nozzle of each of the ten devices 40, etc. This system therefore comprises 20 control circuits for 100
buses commandées.controlled nozzles.
Sur la partie droite de la figure 11, on peut voir une organi- On the right side of Figure 11, we can see an organization
sation matricielle des rangées de buses. Cette organisation corres- Matrix layout of the nozzle rows. This organization corresponds to
pond à l'association côte à c8te de plusieurs lignes de barrettes. On a représenté deux dispositifs 400 comportant chacun 4 rangées de to the association side by side of several rows of bars. Two devices 400 are shown, each comprising 4 rows of
buses. Les rangées homologues de chaque dispositif 400 sont dispo- nozzles. The homologous rows of each device 400 are available
sées sur la même ligne. Par contre les rangées d'un même dispositif 400 sont disposées en quinconque de manière à diminuer le pas on the same line. On the other hand, the rows of the same device 400 are arranged in quinconque so as to reduce the pitch
1.5 apparent de juxtaposition des buses. -- 1.5 apparent juxtaposition of nozzles. -
A titre d'exemple, si l'on associe 4 rangées de chacune 10 barrettes de 10 buses, on constitue un ensemble de 400 buses pour lequel on peut procéder comme précédemment à la mise en parallèle des commandes électriques des buses homologues pour l'ensemble des rangées, ce qui amène à piloter l'ensemble des 400 buses avec For example, if one associates 4 rows of each 10 bars of 10 nozzles, one constitutes a set of 400 nozzles for which one can proceed as previously to the paralleling of the electric controls of the homologous nozzles for the whole rows, which leads to control all 400 nozzles with
seulement 80 circuits de commande.only 80 control circuits.
Claims (7)
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EXBK/79 * |
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Publication number | Publication date |
---|---|
EP0042318A1 (en) | 1981-12-23 |
JPS5777582A (en) | 1982-05-14 |
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Legal Events
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ST | Notification of lapse |