SE448845B - Forfarande och anordning for laddning vid bleckstraleskrivare - Google Patents

Description

448 845 Förfarandet utmärks speciellt av, att bläcket laddas elektriskt i nämnda munstycke genom, med hänsyn till den förutbestämda frekvens, med vilken droppar avskiljs, varierad spänningssättning, varigenom i huvudsak varje droppe bibringas en individuell, förutbestämd laddning stående i relation till spänningen vid spänningssättningen i samband med droppens avskiljande.

Uppfinningen hänför sig även till en anordning för laddning vid bläckstråle- skrivare av s.k. kontinuerlig typ, där i en behållare förefintligt, elektriskt ledande bläck eller motsvarande är anordnat att genom ett munstycke eller motsvarande uttryckas i form av en strâle, från vilken droppar är avsedda att avskiljas och där anordningar förefinns för elektrisk laddning av nämnda drop- par samt där spänningssatta avlänkningselektroder förefinns, medelst vilka nämnda droppar kan bibringas en av bl.a. nämnda laddning beroende förflytt- ningsbana för åstadkommande av en förutbestämd utskrift eller motsvarande på en skrivarremsa eller liknande och där en piezoelektrisk kristall, anordnad att alstra störningar av förutbestämt slag, förefinns för störning av strå- len, så att strålens uppbrytande i droppar kan förutbestämmas.

Anordningen utmärks särskilt av, att anordningar förefinns för spänningssätt- ning av bläcket i munstycket koordinerat med alstrandet av nämnda störningar av förutbestämt slag, för störning av strålen, varigenom nämnda spänningssätt- ning kan ske med hänsyn till den frekvens, med vilken droppar avskiljs och varigenom varje droppe kan bibringas en individuell förutbestämd laddning.

Nedan beskrivs uppfinningen närmare i anslutning till ett utföringsexempel samt bifogade ritningar där - fig. l schematiskt visar en vy över en del av en utföringsform av en an- ordning enligt uppfinningen, - fig. 2 schematiskt visar ett arrangemang enligt uppfinningen för utbildning och laddning av droppar av bläck eller motsvarande samt - fig. 3 schematiskt visar en vy över en utföringsform av en anordning en- ligt uppfinningen med styrsystem. l fig. l betecknas med l ett munstycke för bläck eller motsvarande, vilken står i förbindelse med en ej visad behållare och från vilket munstycke l öppning 2 en stråle 3 är avsedd att uttryckas. Bläcket står härvid under väsentligen konstant tryck, exempelvis cza 0.6 MPa, och munstycket l hål- diameter är c:a #0 - 50 }mL Strålen 3 är avsedd att uppbrytas i droppar Å avsedda att påföras, träffa, ett medium 5, såsom en skrivarremsa 5, och u? 44s 845 härvid utbilda tecken, symboler och liknande. Dropparna Å är avsedda att bi- bringas en viss elektrisk laddning och med 6 betecknas under högspänning, så- som ett par kilovoit, satta avlänkningsplattor, medelst vilka dropparna H är avsedda att bíbringas en av bl.a. nämnda laddning beroende förflyttningsbana, såsom antyds i fig. l.

Enligt uppfinningen förefinns anordningar 7, såsom åtminstone en med i munstyc- ket l förefintligt bläck elektriskt förbunden ledning 7, medelst vilka bläcket i munstycket l, såsom i och för sig känt, kan spänningssättas, varigenom varje från strålen 3 avskild droppe 4 bibringas en laddning stående i relation tili den i samband med droppens avskiljande rådande spänningssättningen av bläcket i munstycket l.

Med 8 betecknas en vid munstycket l på känt sätt anordnad piezoelektrisk kri- stall, vilken ändrar sin storlek, här tjocklek, i proportion till den spän- ning, som läggs över kristallen. Medelst kristallen 8 är störningar avsedda att åstadkommas, vilka via munstycket är avsedda att ledas till bläcket. Störning- arna är avsedda att ge upphov till störningar i stråien 3 i syfte att bringa strålen att uppbrytas i droppar. Ju större amplituden hos störningarna är desto tidigare, d.v.s. närmare munstycket, sker droppbildningen. Kristallen 8 behöv- er ej vara anordnad direkt vid munstycket l, utan kan istället anordnas vid en hållare för munstycket l eller direkt i bläcket. Medelst kristallen 8 är stör- ningar av förutbestämt slag avsedda att åstadkommas, varigenom strålen 3 kan störas på ett förutbestämt sätt, så att strålens 3 uppbrytande i droppar Ä kan förutbestämmas. Strålen 3 uppbryts i droppar Ä, såsom schematiskt visas i fig. 2, där förstadier till droppar Ä betecknas med ü'.

Enligt uppfinningen är nämnda spänningssättning avsedd att varieras med hänsyn till den förutbestämda frekvens, med vilken droppar avskiljs, d.v.s. koordi- nerat eller synkront med alstrandet av nämnda störningar av förutbestämt slag.

På detta sätt kan i huvudsak varje droppe H bibringas en individuell förut- bestämd laddning. l fig. 3 visas schematiskt bl.a. anordningar för åstadkommande av nämnda ko- ordinerade variation.

Vid den i fig. 3, delvis i form av ett blockschema, visade utföringsformen av en bläckstråleskrivare enligt uppfinningen med styrsystem betecknas med 9 en informationsingång till en dataomvandlings- och teckengenereringsenhet l0, där nämnda information innefattar önskad utskrift eller motsvarande och utgörs av information i exempelvis s.k. ASCII-kod från en dator. Med ll be- 448 845 " tecknas en styringång till enheten lfl, via vilken ingång utskriftens format, såsom teckenhöjd och teckenlängd, specificeras, där via styringången tillförd information omvandlas till information innefattande bläckmängd i tecknen etc.

Medelst enheten l0 omvandlas lägesangivelser till laddningsangivelser, d.v.s. önskade lägen för på utskriften deponerat bläck översätts till erforderlig laddning hos bläckdropparna. Till enheten l0 är en enhet l2 för bläckets spän- ningssättning ansluten. Enheten 12 innefattar en digital-analogomvandlare och förstärkare för omvandling av informationen från enheten l0 till önskade spän- ningar för bläckets spänningssättning.

Hed l3 betecknas en "systemklocka", en oscillator, för taktning av styrsystemet, vilken klocka 13, som nämnts, utgörs av främst en oscillator för åstadkommande av svängningar med förutbestämda karakteristika. Oscillatorn l3 är förbunden med en drivenhet lli, väsentligen en förstärkare, för den piezoelektriska kri- stallen 8, så att kristallen kan bringas att alstra nämnda störningar på ett medelst oscillatorn l3 förutbestämt sätt.

Oscillatorn l3 är även förbunden med en enhet l5 för laddningssynkronisering, anordnad att påverka enheten l2, enheten lä, samt en enhet l6, vilken är av- sedd för reglering av kompensationselektroder l7. Elektroderna l7 berörs sena- re. Med l8 betecknas en företrädesvis mellan kompensationselektroderna l7 och avlänkningselektroderna 6 anordnad detektor, medelst vilken laddningen hos de- tektorn l8 passerande droppar Ä kan avkännas och vilken via en enhet l9 med detektorelektronik är förbunden med synkroniseringsenheten l5. Detektorn lö är avsedd för avkänning av främst en referenssignal motsvarande laddningsmöns~ ter hos droppar Å, varigenom exempelvis drivning hos systemet till följd av exempelvis ändrad temperatur, ändrat tryck etc. kan detekteras. Enheten l5 är anordnad att jämföra referensvärden med medelst detektorn avkända verkliga värden samt att via enheterna lZ,lÅ och l6 kompensera för avvikelser.

Med 20 betecknas ett högspänningsaggregat, medelst vilket avlänkningselektro- derna bibringas en konstant högspänning.

Kompensationselektrodernas l7 spänningssättning är i första hand ej avsedd att varieras i takt med droppbildningen, utan elektroderna l7 är avsedda att hållas vid konstant spänning under, i förhållande till droppbíldningsfrekven- sen, längre tidsperioder. Kompnesationselektroderna, vilka här är två, l7', l7", är företrädesvis elektriskt isolerade från varandra samt individuellt spänningssättningsbara; så att spänningen kan regleras individuellt för varje elektrod l7. Genom ändring av spänningen hos elektroderna l7 i relation till .M1 448 s45 laddningsspänningen, spänningssättningen av bläcket och/eller spänningsskill- naden mellan elektrodplattorna l7',l7"_är dropparnas Ä laddning avsedd att på- verkas. Härvid kan den av droppar Å bestående bläckströmmen påverkas bl.a. så att den förflyttas i sidled, motsvarande uppåt eller nedåt i fig. l och så att storleken hos tecknen, som skrivs, påverkas.

Förfarandet enligt uppfinningen liksom funktionen hos anordningen enligt upp- finningen torde till väsentlig del framgått ovan. informationen avseende önskad utskrift tillförs således dataomvandlíngs- och teckengenereringsenheten l0 via ingångarna 9 och ll. Informationen omvandlas medelst enheten 10 bl.a. mot bakgrund av skrivarens karakteristika, såsom tryck i munstycket, geometri, i elektrodspänningar etc. till laddningsangivelser i form av spänningar för droppar Å, vilka laddningsangivelser avgives till spän- - ningssättningsenheten l2 i digital form och med hänsyn tagen till av oscilla- torn l3 till enheten IO angiven referenstakt. Medelst enheten l2 omvandlas de digitala angivelserna till analoga, spänningar, vilka förstärks och bibringas bläcket i behållaren l eller munstycket l. Tillika med hänsyn till oscillatorns l3 referenstakt bringas kristallen 8 medelst drivenheten lä att alstra nämnda störningar, så att strålen 3 störs och droppar avskfljs koordinerat med spän- ningssättningen av bläcket, varigenom varje droppe H bibringas en förutbestämd laddning motsvarande den spänning, under vilken bläcket i munstycket och strå- len är satt då droppen avskiljs.

Sålunda laddade droppar Ä aviänkas, vad avser förflyttningsriktning, i beroende av laddningen medelst avlänkningselektroderna 6, så att de träffar remsan 5 eller motsvarande på avsett ställe. Droppar, som ej skall bidraga till utskrift- en laddas kraftigt och bringas att träffa en uppsamlingsanordning 21, markerad med ett rör 21 i fig. l, där det sålunda uppsamlade bläcket företrädesvis åter- föres till bläcksystemet.

Medelst kompensationselektroderna l7 kan samtliga droppars Ä laddning påverkas.

Exempelvis under upprätthållande av en spänningsskillnad elektroderna l7 emellan påverkar elektroderna l7 passerande droppars Ä laddning. Kompensationselektrod- erna verkar som referens vid laddning av droppar Ä i samband med att dessa av- skiljs från strålen 3, varvid dropparnas Ä laddning kan påverkas genom ändring av elektrodernas l7 spänningssättning. På detta sätt kan dels strömmen av drop- par Ä förskjutas i sidled för justering av läqet hos tecknen, som skrivs på mediet S, dels storleken på tecknen, som skrivs, påverkas. 448 845 Medelst kompensationselektroderna l7 kan således samtliga droppars Å laddning påverkas. Denna påverkan kan ske på ett flertal sätt bl.a. i beroende av elek- trodernas l7 laddning i relation till spänningssättningen av bläcket.

Om således elektroderna l7 jordas och en, exempelvis, positiv laddningsspän- ning ansluts till bläckkanalen kommer bläcket i denna att bli positivtladdat, vilken laddning är densamma i hela bläckkanalen från munstycket och framåt så f» långt dropparna hänger samman, varvid avskilda droppar H kommer att bli posi- tivt laddade. Kompensationselektroderna l7 tjänar i detta fall syftet att skapa en konstant, elektriskt neutral miljö på det ställe dropparna Ä bildas. Om kom- pensationselektroderna avlägsnas kommer högspänningsfältet för dropparnas av- länkning att påverka droppladdningen.

Om elektroderna l7, i stället för att jordas, ansluts till en, exempelvis, posi- tiv spänning, UKOMP, kan flera fall tänkas i beroende av bläckkanalens laddning.

- Om bläckkanalen jordas kommer de avskilda dropparna Ä att få en inducerad negativ laddning till följd av att negativa laddningar hos en med strålen förbunden droppe Ä' attraheras av elektroderna l7 och positiva laddningar repelleras samt avgår via jordförbindningen.

- Om bläckkanalen ansluts till en positiv spänning ungefär motsvarande UKOMP får dropparna Ä' genom bläckkanalen en positiv laddning vid direkt kon- takt, ledning, medan kompensationselektroderna, såsom angivits ovan, in- ducerar en negativ laddning hos dropparna, varvid, med lämpliga spänning- ar hos elektroderna l7 och bläckkanalen, oladdade droppar Ä kan erhållas.

- Om bläckkanalen ansluts till en positiv spänning, vilken är mycket större än UKOMP, kommer bläckkanalen att ge det helt dominerande laddningsbidra- get och den inducerade, negativa, laddningen kommer endast att i ringa grad reducera droppladdningen. Dropparna kommer således att bli positivt laddade.

Funktionen enligt ovan hos kompensationselektroderna är naturligtvis tillämp- lig bl.a. för det fall laddningsspänningen, bläckkanalens spänningssättníng, varieras i takt med droppbildningen, varvid under inverkan av laddningsspän- ningen och spänningssättningen av kompensationselektroderna, varje droppe kan ges en individuell, förutbestämd laddning.

Eftersom laddningen hos alla droppar Ä, både de som är avsedda att användas för utskrift och de som ej är avsedda för utskrift,slaskdropparna, påverkas w, av spänningen på kompensationselektroderna l7, kan hela droppströmmens bana mellan avlänkningselektroderna 6 flyttas genom ändring av denna spänning. Här- 7 448 845 vid kan finjustering ske av placeringen i höjdled på exempelvis skrivarremsan 5 av tecknen, som skrivs. Vidare kan strålens passage vid uppsamlingsanord- ningen 21 justeras så att slaskdropparna fångas med minimalt stänk utan några mekaniska anordningar.

Vidare gäller att kompensationselektroderna l7 kan ges en mycket stor, exem- pelvis positiv, laddning, varvid slaskdropparna kommer att kunna ges en mycket ringa laddning eller nolladdning, varvid dessa i huvudsak ej kommer att avlän- kas mellan elektroderna 6 utan träffa remsan 5. Dropparna, som skall forma ut- skriften, kommer härvid att få en negativ laddning. Mest negativ laddning får dropparna, som bildas då bläckkanalen är jordad. Resultatet av den angivna spän- ningssättningen av elektroderna l7 är en text, vilken vänts upp och ned.

Ovan har den principiella funktionen hos kompensationselektroderna beskrivits.

Genom att kompensationselektroderna l7', l7" kan spänníngssättas individuellt föreligger emellertid ytterligare, mer komplicerade möjligheter till påverkan av dropparnas laddning.

Tänkbart är också att variera spänningssättningen av kompensationselektroder- na i den takt, med vilken droppar bildas. På detta sätt kan individuell på- verkan av varje droppes laddning ske exempelvis i syfte att kompensera för inverkan av dropparnas inbördes påverkan.

För detektering av drivning och andra förändringar hos systemet utnyttjas de- tektorn l8, medelst vilken ärvärden avseende laddningsmönstret hos droppar Å laddade enligt ett känt referensladdningsmönster, börvärden, detekteras. Me- delst laddninqssynkroniseringsenheten l5 jämförs ärvärden och börvärden, på basis av vilken jämförelse en kompensering sker medelst enheten l5, vilken är anordnad att påverka spänningssättningsenheten l2, drivenheten lå samt en- heten l6 för reglering av kompensationselektroderna l7, så att dels en syn- kronisering sker med hänsyn till oscillatorns l3 referenstakt, dels korrekta spänningsnivåer åsätts bläck och kompensationselektroder.

Såsom torde framgått av beskrivningen ovan medför uppfinningen att varje drop- pe genom spänningssåttning kan laddas individuellt och direkt, vilket natur- ligtvis medför att synnerligen hög noggrannhet och god upplösning kan uppnås med en skrivare, där laddning av dropparna sker enligt uppfinningen.

Ovan har uppfinningen beskrivits i anslutning till ett utföringsexempel.

Naturligtvis kan fler utföringsformer och mindre förändringar tänkas, utan att uppfinningstanken därför frångås. 448 845 8 Vad beträffar enheterna l0,l2,l3,l4,l5,l6 och l9 är dessa av väsentligen känt slag, varför de ej beskrivits i detalj ovan. inom ramen För den ovan angivna funktionen kan nämnda enheter detaljutformas på flera kända sätt.

Vidare kan spänningssättningen av bläcket ske i behållaren l eller munstycket l.

Uppfínningen skall således ej anses begränsad till ovan angivna utföringsformer, utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (11)

448 845 Patentkrav

1. Förfarande för laddning vid bläckstråleskrivare av s.k. kontinuerlig typ, där elektriskt ledande bläck eller motsvarande uttryckes i form av en stråle ur en behållare genom ett munstycke eller motsvarande och bringas att bilda droppar, vilka bibringas en elektrisk laddning och vilka genom att bringas passera spänningssatta avlänkningselektroder bibringas en av bl.a. nämnda laddning beroende förflyttningsbana för åstadkommande av en förut- bestämd utskrift eller motsvarande på en skrivarremsa eller liknande och där störningar av förutbestämt slag alstras medelst en piezoelektrisk kristall, medelst vilka nämnda stråle störs, så att strålens uppbrytande i droppar sker förutbestämt, k ä n n e t e c k n a t a v, att bläcket laddas elektriskt i nämnda munstycke (1) genom, med hänsyn till den förutbestämda frekvens, med Vilken droppar avskiljs, varierad spänningssättning, varigenom i huvud- sak varje droppe (Å) bibringas en individuell, förutbestämd laddning stående i relation till spänningen vid spänningssättningen,i samband med droppens (M) avskiljande.

2. förfarande enl. krav l, k ä n n e t e c k n a t a v, att droppar (H) bringas att passera företrädesvis individuellt spänningssatta kompensatíons- elektroder (17), medelst vilka genom ändring av spänningen hos elektroderna (17) i relation till laddningsspänningen, spänningssättningen av bläcket, och/eller ändring av spänningsskillnaden mellan elektrodplattorna (17), varje droppes (Ä) laddning kan påverkas, bl.a. så att strömmen av droppar (4) kan avlänkas och så att storleken hos tecknen, som åstadkommas, kan påverkas.

3. Förfarande enl. krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att kompensa- tionselektroderna (l7) jordas i syfte att åstadkomma en stabil, elektriskt neutral miljö, där dropparna (Å) bildas. Å.

4. Förfarande enl. krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att kompensa- tionselektroderna (17) spänningssätts och bläcket i munstycket jordas.

5. Förfarande enl. krav 2, k ä n n ert e c k n a t a v, att kompensa- ~ tionselektroderna (17) spänningssätts och bläcket spänningssätts med i hu- vudsak motsvarande spänning vad avser storlek och med samma polaritet, så att avskilda droppars (Ä) laddning blir mycket ringa eller ingen. fO 448 845

6. Förfarande enl. krav 2, k ä n n e t e c k n a t a V, att kompensa* tionselektroderna (17) spänningssätts och bläcket i munstycket spännings- sätts med väsentligt högre spänning.

7. Förfarande enl. krav l, 2, 3, Å, 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t a v, att en ström av droppar (4) laddade enl. ett referensmönster, bringas g att passera en detektor (18) för avkänning av dropparnas (Å) laddning och av, att avkänt laddníngsmönster jämförs med referensmönstret samt av, att kompensering sker på basis av jämförelsen.

8. Förfarande enl. krav l, 2, 3, Ä, 5, 6 eller 7, k ä n n e t e c k - n a t a v, att droppar (Ä), vilka ej skall bidraga till den önskade ut- skriften, laddas och därmed avlänkas kraftigt samt uppsamlas medelst en uppsamlingsanordning (21) och företrädesvis återförs till bläcksystemet.

9. Anordning för laddning vid bläckstråleskrivare av s.k. kontinuerlig typ, där i en behållare förefintligt, elektriskt ledande bläck eller mot- svarande är anordnat att genom ett munstycke eller motsvarande uttryckas l form av en stråle, från vilken droppar är avsedda att avskiljas och där anordningar förefinns för elektrisk laddning av nämnda droppar samt där spänningssatta avlänkningselektroder förefinns, medelst vilka nämnda droppar kan bibringas en av bl.a. nämnda laddning beroende förflyttningsbana för åstadkommande av en förutbestämd utskrift eller motsvarande på en skrivar- remsa eller likande och där en piezoelektrisk kristall, anordnad att alstra störningar av förutbestämt slag, förefinns för störning av strålen, så att strålens uppbrytande i droppar kan förutbestämmas, k ä n n e t e c k n a d a v, att anordningar (7,10,12) förefinns för spänningssättning av bläcket i munstycket (1) koordinerat med alstrandet av nämnda störningar av förut- bestämt slag, för störning av strålen (3), varigenom nämnda spänningssätt- ning kan ske med hänsyn till den frekvens, med vilken droppar (Ä) avskiljs och varigenom varje droppe kan bibringas en individuell förutbestämd ladd- ning.

l0. Anordning enl. krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v, att företrädes- vis individuellt spänningssättningsbara,-kompensationselektroder (17), :.«¿_ såsom kompensationsplattor (17), förefinns, vilka kompensationselektroder (17) avskilda droppar (Å) är avsedda att passera och vilka kompensations- elektroder (17) är anordnade för påverkan av dropparnas (Ä) laddning, där s företrädesvis en i relation till droppbildningsfrekvensen, under längre 11 448 845 tidsperioder konstant, förutbestämd spänningssättning av elektroderna (17) är avsedd att råda och där spänningen hos elektroderna (l7) är avsedd att ändras i relation till laddningsspänníngen, spänningssättningen av bläcket, och/eller spänningsskillnaden mellan elektrodplattorna (17) är avsedd att ändras, så att strömmen av droppar (Ä) kan avlänkas och storleken hos teck- nen, som åstadkommas, kan påverkas.

ll. Anordning enl. krav 9 eller 10, k ä n n e t e c k n a d a v, att åtminstone en detektor (l8) förefinns anordnad mellan munstycket (1) eller motsvarande och avlänkningselektroderna (6) för avkänning av ärvärden avse- ende droppars (Å) laddning, där dropparna (Å) är laddade företrädesvis enl. ett referensmönster och av, att en laddníngssynkroniseríngsenhet (15) före- finns anordnad att jämföra det medelst detektorn (18) avkända laddnings- mönstret hos dropparna (Ä) med börvärden för laddningsmönstret, såsom nämnda referensmönster samt av, att enheten (15) är anordnad att på basis av jämförelsen kompensera för avvikelser mellan ärvärden och börvärden av- seende laddningsmönstret.