DE3219214A1 - Farbstrahldrucker mit einer ablenksteuerung - Google Patents

Description

Anwaltsakte: 32 248

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Farbstrahldrucker mit einer Ablenksteuerung, in welchem ein Farbstrahl unter Ultraschallschwingung von einer Düse ausgestoßen wird, um ihn in Farbtröpfchen an einer vorbestimmten Stelle aufzuteilen, an welcher eine Ladeelektrode angeordnet ist, um selektiv die Farbtröpfchen zu laden, und in welchem dann die geladenen Farbtröpfchen durch eine Ablenkelektrode abgelenkt werden, um auf ein Blatt Papier aufzutreffen, um auf diesem Daten wiederzugeben. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Farbstrahldrucker, bei welchem Farbtröpfchen durch entsprechendes Ändern des Farbdruckes mit einer geforderten Ablenkung abgelenkt werden.

Bei einem Farbstrahldrucker ist bekannt, daß die Ablenkungen von geladenen Farbtröpfchen durch verschiedene Faktoren beeinflußt werden, wie den Farbdruck und die -viskosität, die Ladungen auf den Farbtröpfchen, die Stärke eines ²^ ablenkenden elektrischen Feldes und die Masse der Farbtröpfchen. Beispielsweise spiegelt sich eine Farbtemperaturänderung unmittelbar in der Farbviskosität und folglich in einem Ablenkwert wieder. Unmittelbar nach einer Energieeinspeisung an dem Drucker ist die Farbtemperatur

niedrig, um die Fluggeschwindigkeit von Farbtröpfchen niedrig zu halten. Wenn die Farbtemperatur allmählich ansteigt, wird die Farbe weniger viskos, wodurch die Bewegung von Farbtröpfchen erhöht wird. Die Beziehung ist hyperbolisch, so daß die Ablenkung abnimmt, wenn die Farbtemperatur ansteigt. Eine Abnahme der Ablenkung kann entweder durch Erhöhen der Ladung oder durch Verringern des Farbdruckes ausgeglichen werden. Für einen derartigen Aus-

- Jtr -

gleich ist es üblich gewesen, den Farbdruck oder die Ladespannung durch Feststellen der Ablenkung oder Fluggeschwindigkeit von Farbtröpfchen einzustellen, wie in der japanischen Patentanmeldung 55-100918/1980 und in der US-PS 3 787 882 beschrieben ist.

Jedoch haben sich verschiedene Schwierigkeiten eingestellt, die Ablenkung von geladenen Farbtröpfchen auf einem optimalen Wert zu steuern. Obwohl beispielsweise eine Steuerung so vorgenommen werden kann, daß ein Farbtröpfchen mit einer optimalen Ablenkung abgelenkt wird, fliegen in der Praxis eine Vielzahl von Farbtröpfchen hintereinander, so daß eine entsprechende Gegenmaßnahme gegen eine Fehlablenkung getroffen werden muß, die von Coulomb¹sehen Kräften, Luftwiderständen u.a. herrührt, welche zwischen benachbarten Farbtröpfchen wirken. In einem moderneren Farbstrahldrucker werden Ladungsausgleichskoeffizienten oder entsprechende Schritte bzw. Stufen einer Bezugsladespannung vorher festgelegt, um eine Verzerrung einer Ablenkbahn, die einem elektrischen Feld zuzuschreiben ist, das durch das vorhergehende geladene Farbtröpfchen entwickelt worden ist, oder um eine Störung der Ablenkbahn infolge einer Coulomb'sehen Kraft oder einer ungleichmäßigen Verteilung von Luftwiderständen auszugleichen. Folglich sollte vorzugsweise verhindert werden, daß zumindest die Ladungsausgleichskoeffizienten oder die verschiedenen Schritte oder Stufen der Bezugsladespannung durch die Ablenksteuerung beeinflußt werden. Das heißt, ein derartiger Ausgleich sollte vorzugsweise durch Berechnen mit Hilfe von Konstanten u.a. durchgeführt werden, die unabhängig von der Ablenksteuerung verarbeitet werden*- Somit verhindert eine Ablenksteuerung, die auf einer Steuerung des Farbdrucks anstelle der Ladespannung beruht> ein gleichzeitiges Verschieben der Ladespannung, um das Berechnen mit Hilfe von Konstanten zu ermöglichen, und um dadurch eine Steuerung des Ladevorgangs für Druckzwecke zu erleichtern.Die Erfindung soll daher einen Farbstrahldrucker mit einer Ablenk-

steuerung schaffen, nut welcher ein richtiger Ablenkwert von Farbtröpfchen festgestellt v/erden kan, und welcher Einrichtungen aufweist, um eine Farbstrahlablenkung automatisch auf einen optimalen Wert einzustellen. Ferner soll ein Farbstrahldrucker mit einer Ablenksteuerung geschaffen werden, welche Einrichtungen zum Durchführen einer Ablenksteuerung aufweist, um einen Farbdruck entsprechend einzustellen, um ihn an eine Ablenkung eines Farbtröpfchens ohne eine Änderung in einer Ladespannung oder der Fluggeschwindigkeit von Farbtröpf-

IQ chen anzupassen. Ferner soll gemäß der Erfindung ein Farstrahldrucker mit einer Ablenksteuerung geschaffen werden, mit welchem frei von Verzerrung gedruckt werden kann. Darüber hinaus soll gemäß der Erfindung ein Farbstrahldrucker mit einer Ablenksteuerung geschaffen werden, welcher im Betrieb zuverlässig ist, eine hohe Druckqualität schafft und auf einer kommerziellen Produktionsbasis wirtschaftlich herzustellen ist. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Farbstrahldrucker mit einer Ablenksteuerung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs T erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Uhteransprüchen angeführt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein Farbstrahldrucker mit einer Ablenksteuerung ein Paar paralleler Elektroden auf, die bezüglich einer beabsichtigten Farbausstoßrichtung von einem Farbausstoßkopf nach bzw. hinter einer Ablenkelektrode angeordnet sind. Die Elektroden fühlen eine Abweichung oder Versetzung einer tatsächlichen Ablenkbahn, welcher Farbtröpfchen folgen, die um einen vorbestimmten Schritt einer Anzahl Schritte abgelenkt worden sind, von einer Bezugsablenkbahn, welche dazwischen zwischen den beiden Elektroden festgelegt ist. Farbe wird dem Kopf mit einem Druck zugeführt, welcher entsprechend der gefühlten Abweichung in der Ablenkung veränderbar ist, um die Abweichung auszugleichen. Die zwei Elektroden können durch mindestens eine Elektrode ersetzt werden, auf welcher Farbtröpfchen, die durch einen ganz be-

-ΑΙ stimmten Ablenkschritt abgelenkt worden sind, aufzutreffen haben. Durch die Erfindung ist somit ein insgesamt verbesserter Farbstrahldrucker mit einer Ablenksteuerung geschaffen .
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.1 ein Block.diagramm eines Farbstrahldruckers

mit einer Ablenksteuerung gemäß der Erfindung;

Fig.2 ein Blockschaltbild einer Ladungsfühlschaltung

in dem Drucker der Fig.1; 15

Fig.3 ein Blockschaltbild einer Phasensteuerschaltung des Druckers der Fig.1;

Fig.4 ein Zeitdiagramm, in welchem die Arbeitsweise der Phasensteuerschaltung wiedergegeben ist;

Fig.5 ein Schaltbild eines Phasensuch-Ladespannungsgenerators der Fig.1;

Fig.6 ein Zeitdiagramm, in welchem die Arbeitsweise

des in Fig.5 dargestellten Phasensuch-Ladespannungsgenerators dargestellt ist;

Fig. 7 ein Schaltbild eines Ablenkdetektors der Fig.1;

Fig.8a bis 8c Zeitdiagramme, in welchen Signale dargestellt sind, die an verschiedenen Stellen des Ablenkdetektors der Fig.7 anliegen;

Fig.9 ein Blockschaltbild eines Druckladesignalgenerators und eines Druckladespannungs-

generators der Fig.1;

Fig.10 ein Blockschaltbild einer Pumpenansteuerung der.Fig.1;

Fig.11 ein Flußdiagramm eines Steuervorgangs eines

in Fig.1 dargestellten Mikrocomputers;

Fig.12 und 13 Blockschaltbilder abgewandelter Ausführungsformen der Pumpenansteuerung;

Fig.14 ein Schaltbild einer abgewandelten Form des Ablenkdetektors;

Fig.15a bis 15c Zeitdiagramme von Signalen, welche an verschiedenen Stellen des in Fig.14 dargestellten Ablenkdetektors anliegen;

Fig.16 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform des Druckladespannungsgenera-

tors, welcher mit dem Druckladesignalgenerator und der Pumpenansteuerung verbunden ist;

Fig.17a und 17b Flußdiagramme eines anderen Steuervorgangs des Mikrocomputers;

Fig.18 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Farbstrahldruckers mit einer Ablenksteuerung gemäß der Erfindung;

ein Schaltbild eines Ladedetektors der Fig.18;

ein Schaltbild eines Ladespannungsgenerators der Fig.18, und

Fig.21 bis 23 Flußdiagramme eines Ablenksteuervorgangs eines Mikrocomputers in Fig.18.

30	Fig.	19
	Fig.	20
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In Fig.1 weist ein Farbstrahldrucker eine Pumpe 12 auf, um Farbe aus einer Patrone bzw. einem Behälter 10 in einen Zwischenspeicher 14 zu pumpen. Von dem Zwischenbehälter aus wird dann die Farbe unter einem gleichförmigen Druck einem Farbausstoßkopf 18 zugeführt. Der Farbausstoßkopf 18 weist einen elektrostriktiven Schwingungserzeuger 20 auf, durch welcher der Farbe eine vorbestimmte Schwingungsfrequenz erteilt wird, wenn eine Ansteuerspannung angelegt ist. Folglich wird die in Schwingung versetzte Farbe von einer Düse des Parbstrahlkopfes 18 ausgestoßen. An einer Stelle, die in einem vorbestimmten Abstand von der Düse angeordnet ist, wird der Farbstrahl mit einer vorbestimmten Periode, welche gleich der Schwingungsperiode ist, in Tröpfchen aufgeteilt. An eine Ladeelektrode 22, die an der Stelle der Farbaufteilung bzw. -trennung angeordnet ist, wird eine Ladespannung angelegt, welche einen stufenweise veränderlichen Pegel hat, wobei ein Pegel "0" (z.B. Erdpotential) beim Nichtdrucken vorliegt, wobei dann ein Bildsignal logisch "0" ist. Der Ladeimpuls muß in Form von Spannungsimpulsen an die Ladeelektrode 22 angelegt werden, und darüber hinaus muß das Anlegen jeder Ladespannungsstufe bezüglich einer bestimmten Phase, in welcher Farbtröpfchen ausgebildet werden, zeitgesteuert sein. Diesen Anforderungen wird im allgemeinen durch ein Phasensuchen entsprochen, durch das eine Ansteuerphase für den elektrostriktiven Schwingungserzeuger 20 bezüglich der Ladespannungs-Impulsphase festgelegt wird.

Bei einem Phasensuchvorgang wird eine frequenzgeteilte Form 3Q eines Ausgangstaktes eines Taktimpulsgenerators 24 an eine Ansteuerverstärkerschaltung 26 angekoppelt, um ein sinusförmiges Signal zu schaffen, welches synchron mit dem Takt ist. Die sinusförmige Welle wird an den elektrostriktiven Schwingungserzeuger 20 in dem Kopf 18 angelegt. Der Ausgangstakt des Taktimpulsgenerators 24 wird auch an eine Phasensteuerschaltung 28 angelegt, um dadurch in einen Ladetakt mit einer vorbestimmten Impulsdauer umgeformt zu

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werden, welche bezüglich der Taktphase einen vorgegebenen Phasenunterschied aufweist. Der Ladetakt wird an einen Phasensuch-Ladespannungsgenerator 30 angelegt, welcher dann Phasensuch-Ladeimpulse kurzer Dauer und mit einem konstanten Pegel erzeugt, welcher in seiner Polarität gleich oder entgegengesetzt zu der Polarität der Ladespannung ist. Der Ausgang des Ladespannungsgenerators 30 wird über eine Schaltanordnung 32 an die Ladeelektrode 22 angelegt. Das Laden eines Farbtröpfchens wird durch einen Auffänger 34 und durch einen mit diesem elektrisch verbundenen Ladungsdetektor gefühlt. Wenn der Ladungsdetektor 36 ein Fühlsignal erzeugt, das ein Laden eines Farbtröpfchens vor der Ausbildung einer vorbestimmten Anzahl von Tröpfchen anzeigt, ist das Phasensuchen beendet; andererseits wird

!5 ein einstufiger Phasenschiebebefehl an die Phasensteuerschaltung 28 angelegt, so daß die Ansteuerimpulse für das Farbtrennen der Phase um einen vorbestimmten Wert verschoben werden.

Nach dem Phasensuchen wird ein Ladesignal mit einem stufenweise veränderbaren Pegel, das durch einen Druckladesignalgenerator 38 aufgrund eines Ladetaktes geschaffen worden ist, über einen Druckladespannungsgenerator 40 und die Schaltanordnung 4 2 an die Ladeelektrode 22 angelegt,

²^ um dadurch in dem System einen Druckbetrieb zu veranlassen. An der Ladeelektrode 22 wird durch das Ladesignal, dessen Pegel synchron mit dem Ladetakt veränderlich ist, eine veränderliche elektrostatische Ladung auf Farbtröpfchen aufgebracht. Jedes Farbtröpfchen wird dann durch ein zwischen

Ablenkelektroden 42a und 42b erzeugtes, elektrisches Feld · proportional zu dessen spezifischer Ladung abgelenkt. Solange das Bildsignal einen logischen Pegel "0" hat, ist die Ladespannung auf einem Pegel "0", so daß Farbtröpfchen nicht geladen, sondern durch den Auffänger 34 aufgefangen und gesammelt werden.

Der Auffänger 34 ist aus einem leitenden Material herge-

-JB-

■*■ stellt und fest mit einem Halter 44 aus einem Isoliermaterial verbunden. Der Halter 44 ist durch ein Isolierrohr 46 mit einem Filter 48 verbunden. Der Filter 48 weist ein Filterteil auf, der in einem leitenden Gehäuse 50, das geerdet ist untergebracht ist. Der leitenden Auffänger 34 ist mit einem Ende einer Seele 52a eines Abschirmdrahtes 52 verbunden, deren anderes Ende mit dem Ladungsdetektor 26 verbunden ist. Die Umhüllung 52b des Abschirmdrahtes 52 ist geerdet.
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In Fig.2 weist der Ladungsdetektor 36 einen Spannungsumwandlungswiderstand 54 auf, dessen Widerstandswert kleiner ist als ein Widerstandswert R_ zwischen dem Auffänger 34 und

la

der Erdung des Filters 48 (Fig.1), so daß der Erdungswider-■^ stand auf der Seite des Auffängers 34 gegen eine Instabilität infolge einer Schwankung des Widerstandswertes R_ geschützt ist. Die Schaltung 36 weist auch einen Feldeffekttransistor 56 zum Erden des Auffängers, einen zweiten Feldeffekttransistor 58 für eine Impedanzumwandlung, einen

^w Operationsverstärker 60, ein Hochpaßfilter 62, einen Integrator 64 zum Glätten einer Gleichspannungskomponente und einen Vergleicher 66 auf.

Anhand von Fig.3 und 4 wird nunmehr der Aufbau und die Arbeitsweise der Phasensteuerschaltung 28 beschrieben. An die Phasensteuerschaltung 28 werden Taktimpulse 0 angelegt, und ihr Zähler 68 zählt aufwärts. Der Zähler 68 erzeugt einen Zählkode mit vier Bits A bis D, welche den ersten bis vierten Ziffern entsprechen. Von diesen Bits werden

die Bits A und D an ein Serien-Parallel-Schieberegister 70

als ein Schiebeimpuls bzw. ein Eingangssignal angelegt. Folglich erscheinen Impulse, deren Länge die gleiche ist wie die der Ausgangsimpulse D des Zählers 68, an Ausgangsanschlüssen 0 bis 7 des Schieberegisters 70 mit Phasen, 35

welche aufeinanderfolgend jeweils um eine Periode A abweichen. Ein Datenselektor 72 wählt einen der Ausgänge des Schieberegisters 70 aus und legt ihn an die Ansteuerver-

·(, * · β β Kf

Stärkerschaltung 26 an. Die Ausgangsbits B bis D des Zählers 68 werden an einen Dekodierer 74 angelegt, dessen Aus gangsimpulse am ersten Ausgangsanschluß 0 und am fünften Ausgangsanschluß 4 an einen Frequenzteiler 76 bzw.- ein Flip-Flop 78 des T-Typs angelegt werden. Der Ausgang Q des Flip-Flops 78 wird als ein Lade-Zeitsteuersignal Cp an den Druckladesignalgenerator 38 angelegt. Die Impulse von dem Ausgangsanschluß 0 des Dekoders 78 werden mittels des Frequenzteilers 76 mit 1/16 geteilt, durch ein UND-Glied 80 auf ihre ursprüngliche Länge geformt und werden dann zum Phasesuchen als Ladesignalimpulse Pp₂ an den Ladespannungs generator 30 angelegt. Die durch 1/16 geteilten Ausgangsim pulse des Frequenzteilers 76 werden an ein UND-Glied 82 an gelegt, um sie dadurch auf die Länge der Ausgangsimpulse zu formen, die an den Ausgangsanschluß 7 des Dekodierers 74 angelegt werden, und werden danach als weitere Gruppe von Phasensuch-Ladeimpulsen Pp₁ an den Ladespannungsgenerator 30 angelegt. Diese Phasensuch-Ladesignale Pp₁ und Pp „ sind jeweils in Fig.4 dargestellt und weisen eine FoI-ge von sechzehn aufeinanderfolgenden Impulsen auf, welche sich mit einer der Impulsanzahl entsprechenden Anzahl von Unterbrechungen abwechseln, was mit einer Periode von 320με wiederholt wird. Das Drucklade-Zeitsteuersignal Cp ist dagegen eine kontinuierliche Folge von Impulsen, die jeweils eine Dauer oder Länge (bei einem logischen Pegel "1") haben, welche das Achtfache der Länge oder Dauer der Impulse Pp₁ oder Pp„ haben, wobei die letzteren im wesentlichen in der Mitte der ersteren auftreten.

Während in der dargestellten Ausführungsform die Phasen der Phasensuch-Ladeimpulse Pp₁ und Pp und der Drucklade-Zeitsteuerimpulse Cp festgelegt sind, wird die Phase der Ansteuerimpulse Vp für den Schwingungserzeuger 20 in Abhängigkeit von den Ausgängen 0 bis 7 des Schieberegisters

^3E> 70 verschoben oder geändert, welche der Datenselektor 72 selektiv entsprechend einem Zählkode A bis C von dem Zähler 84 erzeugt. Mit anderen Worten, solange die Ladespan-

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mm · β · «act * * *· Ρ·ββ · · β « · » ·

'4S"'¹" 32192 U

1nungsimpulse eine fest vorgegebene Phase haben, ist die Trennphase von Farbe in Tröpfchen verschiebbar.

Der Ladespannungsgenerator 30 zum Verstärken der Phasensuch-5Ladeimpulse Pp₁ und Pp~, um eine Ladespannung zu erzeugen, ist so ausgelegt, wie in Fig.5 dargestellt, und wird betrieben, wie in Fig.6 dargestellt ist. Die Impulse Pp₁ werden an die Basis eines Transistors 86 angelegt und dann durch einen Transistor 88 auf einen Pegel von +50V verstärkt.

10Die Impulse Pp₉ werden durch Transistoren 90. 92 und 94 auf einen Pegel von -50V verstärkt. Bei dieser Anordnung werden die Spannungsimpulse Vpd mit entgegengesetzten Polaritäten während des Phasensuchvorgangs an die Ladeelektrode 22 angelegt.

In den Fig.1 bis 6 wird bei einem Phasensuchvorgang ein Phasensuch-Befehlssignal auf einen (logischen) Pegel "1" gebracht, um die Schaltanordnung (oder ein Relais) 32 so zu konditionieren, daß der Phasensuch-Ladespannungsgenerator 30 20mit der Ladeelektrode 22 verbunden wird. Gleichzeitig wird eine Ablenkspannungs-Quellenschaltung 96 abgeschaltet, und der Transistor 56 des Ladedecektors 36 wird nichtleitend gemacht. Unter dieser Voraussetzung gibt dann der Ladespannungsgenerator 30 an die Ladeelektrode 22 Phasensuch-Ladeimpulse °ab, die bezüglich der Phasensuch-Ladeimpulse Pp₁ und Pp „ zeitgesteuert sind, welche intermittierend mit der Periode von 320με anliegen und jeweils eine Dauer von 10μΞ haben. Wenn der Zählkodeausgang des Zählers 84 "000" ist, werden Impulse, die an dem Ausgangsanschluß C des Schieberegisters 6 0

anliegen, als Ansteuerimpulse Vp an die Ansteuerverstärkerschaltung 26 angelegt, so daß der Farbstrahl bei einer Phase, welche der Periode entspricht, und bei der Phase (bezüglich der Impulse Pp₁ und Pp₂) ^de^r Ansteuerimpulse Vp in Tröpfchen aufgeteilt bzw. getrennt werden. Wenn die Farbtrennung entweder durch die Impulse Pp₁ oder die Impulse Pp„ zeitgesteuert ist, werden die Tröpfchen auf die positive Polarität geladen und treffen auf den Auffänger 34 auf. Das heißt, ein

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Lademuster mit der Periode 320με wird erzeugt, in welcher aufeinanderfolgende sechzehn Tröpfchen, aber nicht die nächsten aufeinanderfolgenden sechzehn Tröpfchen geladen werden, und in welcher alle Farbtröpfchen auf den Auffänger 34 auftreffen. Das Auffängerpotential erfährt folglich eine Schwankung', welche dem Ladungsmuster ähnlich ist. Jedoch schwankt das Basispotential des Ladedetektors 36 infolge der erdfreien Kapazität des Abschirmdrahtes 52, des Farbwiderstandes IU zwischen dem Auffänger 32 und dem Erd-

IQ potential und der Zeitkonstante eines Eingangswiderstandes 54 in der Art einer sinusförmigen Welle oder einer Hüllkurve mit der Periode von 320με. Eine derartige sinusförmige Spannung wird durch den Operationsverstärker 60 invertiert und verstärkt und an das Hochpaßfilter 6 2 angelegt, welches ein Rauschen begrenzt, dessen Periode 320με kurz ist. Der Integrator 64 glättet die 320με lange, sinusförmige Welle, um sie auf einem konstanten Gleichspannungspegel zu stabilisieren. Diese Gleichspannung wird mit einer Bezugsspannung Vref in dem Vergleicher 66 verglichen. Wenn die Gleichspannung höher als die Bezugsspannung Vref ist, d.h. wenn ein Farbtröpfchen geladen worden ist, wird der Ausgangspegel des Vergleichers 66 ein "0"-Pegel; wenn Farbtröpfchen nicht oder unvollständig geladen worden sind, bleibt der Ausgang^pegel des Vergleichers 66 ein "1"-Pegel.

Der Ausgang des Vergleichers 66 wird an einen Mikrocomputer 100 (siehe Fig.1) einer Drucksteuereinheit und an ein UND-Glied 102 der Phasensteuerschaltung 28 angelegt. Nachdem das Phasensuchsignal einen "1"-Pegel hat, gibt der Mikrocomputer 100 Bestimmungsimpulse Pdk an das UND-Glied 102 der Phasensteuerschaltung 28 mit einer Periode von 10με ab. Wenn der Ausgang Pok des Vergleichers 66 ein "0"-Pegel wird, was "geladen" anzeigt, stoppt der Mikrocomputer 100 die Abgabe der Impulse Pdk mit einer Periode von 10με und beginnt eine Druckladesteuerung. Solange der Ausgang des Vergleichers 66 ein "1"-Pegel ist, was "nicht ge-

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laden" anzeigt, versorgt das UND-Glied 102 alle 10με den Zähler 84 mit einem Impuls, um ihn zu inkrementieren, wobei der Ausgang Vp des Datenselektors 72 von einem Ausgangsanschluß "i" des Schieberegisters 70 auf einen Ausgangsan-Schluß "i+1" verschoben wird (was eine einstufige Phasenverschiebung bzw. eine Phasenverschiebung um einen Schritt bedeutet). Der Zähler 84 wird umlaufend inkrementiert. Solange die Impulse, die an einem der Ausgangsanschlüsse 0 bis 7 des Schieberegisters 70 erscheinen, an die Ansteuerverstärkerschaltung 26 als Vp angelegt werden, wird ein Farbtröpfchen geladen, um den Ausgang des Vergleichers 66 auf einen "0"-Pegel zu bringen.

Sobald der Ausgang des Vergleichers 66 während einer Suchphase von einem Pegel "1" auf einen Pegel "0" umschaltet, bringt der Mikrocomputer 100 das Phasensuch-Befehlssignal auf einen Pegel "0", um eine Ablenksteuerung und dann einen Druckvorgang zu beginnen. Für diese Operationen wird dann die Schaltanordnung 32 betätigt, um den Druckladespannungsgenerator 40 mit der Ladeelektrode 22 zu verbinden, der Transistor 56 wird angeschaltet, und die Ablenkspannungs-Quellenschaltung 96 wird angeschaltet, um die Ablenkelektrode 42b mit einer konstanten positiven oder negativen Hochspannung zu versorgen. Der Drucksignalgenerator 38 erzeugt während einer Ablenksteuerung eine Bezugsladespannung mit dem maximalen Ablenkpegel, solange während eines Druckvorgangs eine sich stufenweise ändernde Spannung erzeugt wird. Eine derartige Spannung wird an den Druckladespannungsgenerator 40 angelegt, wenn die Druckdaten während einer "0"-Pegelperiode der Impulse Cp einen Pegel "1" haben, wodurch Druckvorgänge befohlen werden.

Da die Ladespannungsimpulse sowohl positive als auch negative Polaritäten während einer Suchphase haben, ist zu ersehen, daß die an dem Auffänger oder in der gesammelten Farbe induzierte Spannung wechselt, und infolge der Hochfrequenz im wesentlichen ein Nullpegel gemacht wird, der

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durch die erdfreie Kapazität des Abschirmdrahtes 52 und den Widerstand 54 geglättet wird, und folglich nicht am Ausgang des Hochpaßfilters 62 erscheint. Darüber hinaus wird bei einer Ablenksteuerung und bei einem Druckvorgang der Transistor 56 des Ladedetektors 36 angeschaltet, um den Auffänger 34 zu erden, so daß sich keine Ladung an dem Auffänger 34 sammeln kann. Hierdurch ist verhindert, daß der Auffänger 34 die Ablenkung von Farbtröpfchen stört.

Anhand von Fig.7 wird nunmehr eine in Fig.1 dargestellte Ablenkdetektorschaltung 110 im einzelnen beschrieben. Eine gedruckte Schaltungsplatte 104 trägt zwei parallele gedruckte Elektroden 106 und 108 und ist entweder einstellbar oder fest an einer Seite einer spezifischen, ganz bestimmten Ablenkbahnstufe (der 32-sten Stufe) von geladenen Farbtröpfchen angeordnet, so daß die spezifische Ablenkbahn dazwischen zwischen den Elektroden 106 und 108 festgelegt ist. Wenn sich ein geladenes Farbtröpfchen an den Elektroden 106 und 108 vorbeibewegt, werden Potentiale, die der tatsächlichen Farbtröpfchenbahn und deren Ladung entsprechen, infolge einer elektrostatischen Induktion erzeugt. Diese Potentiale werden einzeln an die Gates oder Steuerelektroden von Feldeffekttransistoren 112 und 114 des Ablenkdetektors 110 angelegt, durch Verstärker 116 und 118 verstärkt, durch Verstärker 120 und 122 gleichgerichtet und verstärkt und dann an einen Differenzverstärker 124 angelegt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 124 wird integriert und durch einen Kondensator 128 geglättet, wird an einen Feldeffekttransistor 130 angelegt und dann durch einen Analog-Digital- oder A/D-Umsetzer 132 in digitale Daten transformiert. Der Ausgang des A/D-Umsetzers 132, d. h. die digitalen Daten, die eine versetzte Ablenkung anzeigen, werden an ,den Mikrocomputer 100 angelegt. Zum Feststellen einer Ablenkung in einer Ablenksteuerung legt der Mikrocomputer 100 an den Druckladesignalgenerator 38 ein Ladesignal (Druckdaten) an, das (die) eine Reihe von fünf aufeinanderfolgenden Farbtröpfchen, aber nicht die nächste

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T S * · ♦

ir a · β · β *

Reihe von fünf aufeinanderfolgenden Farotröpfchen synchron mit dem Ladezeitsteuersignal Cp lädt (laden). Ein solches Signal ist in Fig.8a bis 8c dargestellt, in welchen geladene Farbtröpfchen durch schwarze Punkte und nichtgeladene Farbtröpfchen durch weiße Kreise dargestellt sind. Dort wo die tatsächliche Bahn von geladenen Farbtröpfchen zu der Elektrode 106 hin verschoben ist, ist der Ausgang a des Verstärkers 116 größer als der Ausgang b des Verstärkers 118, so daß der Ausgang c des Differenzverstärkers 124 ein negativer Pegel wird, wie in Fig.8a dargestellt ist. Dieser Pegel entspricht einer Verschiebung in einem kurzen Ablenkbereich bezüglich der Bezugsbahn. Solange die tatsächliche Bahn mit der Bezugsbahn zwischen den Elektroden 106 und 108 übereinstimmt und zusammenfällt, sind die Ausgänge a und b der Verstärker 116 und 118 gleich, so daß der Ausgang c des Differenzverstärkers 124 auf einem Nullpegel verbleibt, wie in Fig.8b dargestellt ist. Wenn die tatsächliche Bahn bezüglich der Bezugsbahn zu der gedruckten Elektrode 108 hin verschoben wird, wird der Ausgang b des Verstärkers 118 größer als der Ausgang a des Verstärkers 116, wodurch der Ausgang c des Differenzverstärkers 124 auf einen positiven Pegel gebracht wird, wie in Fig.8c dargestellt ist. Dieser Pegel entspricht einer Verschiebung zu einem übermäßigem Ablenkbereich. Die Verschiebungsdaten werden über den A/D-Umsetzer 132 an den Mikrocomputer 100 abgegeben, welcher dann den Farbdruck aufgrund der Eingabedaten ändert.

Anhand von Fig.9 werden nunmehr der Aufbau des Druckladesignalgenerators 38 und des Drucklade-Spannungsgenerators 40 beschrieben. Hierbei soll die Ansteuerfrequenz Vp für dne Kopf 10OkHz sien, und es soll ein Schutzabfall zum Verringern einer Verzerrung vorgesehen sein. Folglich ist die Ladefreuquenz Cp an den Ladetröpfchen 5OkHz. Die Ladespannung ist in Abhängigkeit vom Eingang innerhalb eines Bereichs von 50 bis 24 0V veränderlich. In Fig.1 werden Taktimpulse, die durch den Taktimpulsgenerator 24 in

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Schwingung gebracht worden sind, durch einen Frequenzteiler 134 geteilt. Der Ausgang Op des Frequenzteilers 134 ist ein Bezugsimpuls, dessen Frequenz 1,6MHz ist, und der andere Ausgang Dp ist ein Korrekturtakt.

Der Druckladesignalgenerator 38 speichert Korrekturwerte, liest sie nacheinander aus und legt fest, ob sie zu entsprechenden Daten in Abhängigkeit von dem Vorhandensein/ Fehlen dieser Daten dazuzuaddieren sind oder nicht. Der Summenausgang wird an den Drucklade-Spannungsgenerator 40 angelegt. In dem Generator 40 wird der Eingang durch einen D/A-Umsetzer 136 in ein analoges Signal umgeformt und durch Verstärker 138 und 140 verstärkt. Der verstärkte Ausgang wird an die Ladeelektrode 22 angelegt. Folglich werden die Korrekturwerte als binäre Daten in einem Festwertspeicher (ROM), einem Randomspeicher (RAM) u.a. in dem Druckladesignalgenerator 38 gespeichert. Inzwischen ist einzelnen Farbtröpfchen durch unterschiedliche Luftwiderstände in Abhängigkeit von deren Ablenkungen entgegengewirkt worden, so daß deren Ablenkungen bezüglich der Ladekodes nicht linear sind. Die Ablenkungen sollen innerhalb einer gemeinsamen Strecke angeordnet sein, und die Ladekodes sollen nichtlinear sein. Folglich werden Verzerrungen gegenüber geraden Linien als Korrekturwerte in dem Speicher gespeichert. Anders ausgedrückt, in dem Speicher werden nicht nur die Korrekturwerte, welche Druckdaten betreffen, sondern auch die Korrekturwerte gespeichert, welche die Nichtlinearität einzelner Farbtröpfchen betreffen. Diese Korrekturwerte hexadezimal angezeigt. Der Ladekode hat elf Bits, welche in einen Block von drei Bits, einen Block von vier Bits und einen Block der restlichen vier Bits für eine oktal Hexadezimalanzeige aufgeteilt werden.

Der in Fig.9 dargestellte Druckladesignalgenerator 38 weist einen Adressenzähler 142, einen Speicher (ROM) 144, eine Verknüpfungsschaltung 146, einen Addierer 148, ein Schieberegister 150, einen Multiplexer 152, einen Ladekode-

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ο ζ Ί y ζ 1

Erzeugungszähler 154, eine Halteschaltung 156, ein Flip-Flop 158 des D-Typs und eine Verknüpfungsschaltung 160 auf.

Wenn während des Betriebs das Drucksignal (logisch) "1" wird, ist der Adressenzähler 142 betriebsbereit gemacht und wird durch das Korrekturtaktsignal Dp inkrementiert. Da das Korrekturtaktsignal Dp mit einer Frequenz vorliegt, die das Achtfache derFrequenz des Ladesignals ist, werden acht Daten während einer Periode des Ladesignals gelesen. Die Druckdaten werden durch das Schieberegister 150 verzögert. Der Ausgang 0~ des Schieberegisters 150 zeigt zu ladende Daten an. Das heißt, die Ausgänge O₀, O₁und 0„ zeigen die folgenden geladenen Farbtröpfchen an.

Die unteren drei Bits des Adressenzählers 142 werden an den Multiplexer 152 angelegt. Wenn der Inhalt der eingegebenen unteren drei Bits "0" ist, erzeugt der Multiplexer 152 einen Ausgangspegel "1", da sein Eingang I_n ein Pegel "1" ist. Folglich ist ein Nichtlinearitäts-Korrekturwert

^O (c) von dem Speicher 144 aus über die Verknüpfungsschaltung 146 an den Addierer 148 anzulegen. Gleichzeitig wird der Zähler 145 mit "200" gelader, wird anschließend durch die Ladeimpulse Cp inkrementiert. Wenn der Inhalt der unteren drei Bits "0" ist, wird der Zählerausgang an den Addierer 148 angelegt. Folglich wird ein bezüglich seiner Nichtlinearität korrigierter Wert von dem Addierer 148 an die Halteschaltung 156 angelegt. Wenn der Inhalt der unteren drei Bits "1" wird, erscheinen die Daten 0» als ein Ausgang des Multiplexers 152, der Inhalt von Daten O_, wird

durch die Verknüpfungsschaltung 160 in Abhängigkeit von dem logischen Pegel des Multiplexers 152 gesteuert, und ob er an den Addierer 148 anzulegen ist, wird entsprechend den Druckdaten gesteuert. Wenn die unteren drei Bits nacheinander "2" bis "7" werden, werden anschließedn die Daten O., 0„ und 0. bis 0- als einEingang des Multiplexers 152 ausgewählt, und das Anlegen jedes Korrekturwertes an den Addierer 148 wird entsprechend gesteuert. Der Ausgang

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ic? 32192H

Der Ausgang des Addierers 148 wird durch die Halteschaltung 156 verzögert und zu dem nächsten Korrekturwert addiert. Wenn der Inhalt der unteren drei Bits "7" wird, wird der Eingang an der Halteschaltung 156 gesperrt, um die unteren drei Bits "0" zu machen.

Der Ausgang des Addierers 148 wir auch an das Flip-Flop 158 angelegt und wird beim Ansteigen eines Ladeimpulses abgefragt. Ein korrigierter Wert wird folglich in dem Flip-Flop 158 gespeichert und entsprechend dem Vorhandensein/Fehlen von Druckdaten gesteuert; wenn Druckdaten vorhanden sind, wird der korrigierte Wert als Ladekode an den D/A-ümsetzer 136 angelegt, um eine Korrektur zu ermöglichen.

Auf diese Weise schafft ein Druckladesignalgenerator 38 in Abhängigkeit von dem Vorhandensein/Fehlen von Druckdaten und entsprechend einem Ablenkschritt eine genaue Korrektur. Hieraus ist zu ersehen, daß in der Anordnung der Fig.9 der Korrekturspeicher nur 8 χ 8 χ 32 Bits benötigt, da der Basiskode zum Laden durch den Ladekode-Erzeugungszähler 154 erzeugt wird. Obwohl die Korrektur in Verbindung mit einem sequentiellen Druckbetrieb dargestellt und beschrieben worden ist, ist sie selbstverständlich auch bei einem nichtsequentiellen Druckbetrieb anwendbar, wenn das Korrekturmuster und der grundlegende Ladekode umgestellt werden. Obwohl eine Korrektur an einem ganz bestimmten Farbtröpfchen durchgeführt worden ist, um dort den Einfluß von vier aufeinanderfolgenden Tröpfchen und von drei folgenden Tröpfchen auszugleichen, stellt eine derartige Anzahl von Tropf-

^O chen keine Begrenzung dar, sondern kann in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem Kopf und einem Blatt Papier geändert werden.

Während einer Ablenksteuerung erzeugt der Druckladesignalgenerator 38, der durch den Mikrocomputer 100 gesteuert ist, nur die Ladespannungsdaten (den Basiskode) für das Maximum oder den 32-sten Schritt einer Ablenkung und eines

- 18-

ft · ··■?«

Korrekturkodes, während die Druckdaten für fünf aufeinanderfolgende Impulse Cp auf einen Pegel "1" und für die nächsten fünf aufeinanderfolgenden Impulse Cp auf einen Pegel "0" gebracht werden (siehe Fig.8a bis 8c) .

In Fig.10 weist eine in Fig.1 dargestellte Pumpenansteuereinrichtung 162 ein Halteglied 164, einen Oszillator 166 für eines sinusförmige Welle, Widerstände R- bis R_ und Feldeffekttransistoren F₁ bis F_q zum Einstellen einer Ver-Stärkung und einen Verstärker 168 auf. Der Strompegel zum Erregen der Pumpe 15 ist durch die Widerstandswerte der Widerstände R₁ bis R_q und durch selektives An-Ausschalten der Transistoren F₁ bis F_q veränderlich. Die An-Ausschalt-Bedingungen der Transistoren F bis F» werden durch Daten in dem Halteglied 164 festgelegt, dessen Laden durch den Mikrocomputer 100 gesteuert wird.

In Fig.11 ist ein Ablaufdiagramm dargestellt, in welchem Operationen des Mikrocomputers 100 zum Suchen einer Phase und zum Einstellen einer Ablenkung wiedergegeben sind.

Wenn Energie angelegt ist, initialisiert der'"Mikrocomputer 100 seine Eingabe- und Ausgabeeinheiten und hält Bezugs-Farbdruckdaten in der Halteschaltung 164, um ein Phasensuchen zu starten. Bei einem Phasensuchen wird die Ablenkspannungs-Quellenschaltung 96 abgeschaltet, die Schaltanordnung 32 wird so konditioniert, daß sie den Phasensuch-Ladespannungsgenerator 30 mit der Ladeelektrode 22 verbindet, und der Transistor 56 des Ladedetektors 36 wird abgeschaltet. Um den Ausgang Pok des Ladedetektors 36 zu überwachen, legt der Mikrocomputer 100 an die Phasensteuerschaltung 28 Phasenschiebe-Befehlsimpulse Pdk mit einer Periode von 10μβ an, solange der Ausgang Pok auf einem Pegel "1" verbleibt. Sobald der Ausgang Pok auf einen Pegel "0" schaltet, stoppt der Mikrocomputer 100 das Erzeugen der Impulse Pkd, um das Phasensuchen zu beenden, wodurch festgelegt.ist, daß eine angemessene Phase für eine Farbtrennung (Vp) durch die Phasensteuerschaltung 28 einge-

stellt worden ist. *■*■

Der Mikrocomputer 100 schaltet dann die Ablenkspannungs-Quellenschaltung 96 an, verbindet die eine Druckladespannung erzeugende Schaltung 40 über die Schaltanordnung 32 mit der Ladeelektrode 22 und schaltet den Transistor 56 des Ladedetektors 36 an. Der Mikrocomputer 100 setzt den Druckladesignalgenerator 38 bei dem 32-sten Datenausgang zählt LadeZeitsteuerimpulse Cp und kehrt die Druckdaten

YQ von Aufzeichnen auf Nichtaufzeichnen oder umgekehrt jedesmal dann um, wenn der Zähler "6" erreicht. Hierdurch wird das in Fig.8a bis 8c dargestellte Farbtröpfchen-Lademuster geschaffen. Nach einem vorbestimmten Zeitabschnitt für derartige Umkehrvorgänge liest der Mikrocomputer 100 die Ausgabedaten S₁ bis S_R der Ablenkdetektorschaltung 110 und unterscheidet die Polarität des Ausgangs S„ (eine übermäßige Ablenkung, wenn er positiv ist, und eine kurze zu geringe Ablenkung, wenn er negativ ist). Der Mikrocomputer addiert dann die Versetzdaten S₁ bis S_ß zu den laufend gehaltenen Daten G. bis G₀ (wenn die Ablenkung übermäßig ist)

ι ο

oder subtrahiert die ersteren von letzteren (wenn die Ablenkung gering ist). Die Summe oder Differenz wird nunmehr in dem Halteglied 164 gehalten. Nach Verstreichen eines vorbestimmten Zeitabschnitts wiederholt der Mikrocomputer 100 den beschriebenen Vorgang von dem Phasensuchen bis zum Austauschen der gehaltenen Daten. Wenn der erste Versetzoder Verschiebewert in dem Bereich mit einer geringen Ablenkung liegt, wird die Verstärkung des Verstärkers 168 in der Pumpenansteuereinrichtung 162 sukzessiv erniedrigt, um dann sukzessiv den Farbdruck zu senken, bis die tatsächliche Bahn von geladenen Farbtröpfchen mit der Bezugsbahn zwischen den Elektroden 106 und 108 übereinstimmt und zusammenfällt. Wenn der erste Verschiebewert in dem Bereich einer übermäßigen Ablenkung liegt, wird die Verstärkung desselben Verstärkers 168 sukzessive erhöht, um den Farbdruck zu erhöhen, bis die tatsächliche Bahn mit der Bezugsbahn zusammenfällt. Wenn die Ausgabedaten des A/D-Um-

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32192 U

etzers 132 null, d.h. eine Nullverschiebung anzeigen, beendet der Mikrocomputer 100 die Ablenksteuerung und beginnt, Daten auf ein Blatt Papier auszudrucken.

Hierdurch wird ein Zustand geschaffen, bei welchem eine Ablenkung eines vorbestimmten Bezugswertes mit Hilfe der Ladespannung erhalten wird, die auf einen angemessenen Wert gesteuert worden ist, so daß eine ausreichende Zuteilung für eine Einstellung der Ladespannung gewährleistet ist.

Dies beinhaltet·dann, daß die Ladespannung und der Farbdruck bestimmt und konditioniert worden sind, so daß die jeweiligen Daten des Druckladesignalgenerators 38 eine entsprechende Übereinstimmung haben, d.h. mit einer idealen Voraussetzung versehen sind, die einer Farbtemperatur entspricht. Folglich können eine Verzerrung einer Ladung auf einem Farbtröpfchen infolge der Ladungen auf den vorhergehenden Farbtröpfchen, infolge einer Coulomb'sehen Kraft und infolge des Luftwiderstands in zufriedenstellender Weise mit Hilfe der Daten ausgeglichen werden, die in dem Speieher des Druckladesignalgenerators 38 gespeichert worden sind, wodurch eine Datenwiedergabe hoher Qualität auf einem Blatt Papier gefördert wird.

Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der ^5 Farbdruck durch den angelegten Strompegel an der Pumpe 12 festgelegt wird, kann er auch durch die Ansteuerfrequenz der Pumpe 12 reguliert werden. Beispielsweise kann, wie in Fig.12 dargestellt ist, eine Pumpenansteuereinrichtung 162' so ausgelegt sein, daß die gehaltenen Daten durch einen

D/A-Umsetzer 170 in einen analogen Pegel umgeformt werden und an einen eine sinusförmige Welle abgebenden Frequenzsteueroszillator 172 angelegt werden. Die Schwingfrequenz des Oszillators (V-F-Umsetzers) 172 wird durch die gehaltenen Daten festgelegt. Eine weitere Pumpenansteuereinrichtung 162' ist in Fig.13 dargestellt und weist einen Impulsoszillator 174 auf, dessen Ausgangsimpulse durch einen Frequenzteiler 176 in eine Anzahl Impulse mit unterschiedlichen

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.. .... , 32192Η

-ΜΙ Perioden umgesetzt werden, und eine Gruppe derartige Impulse wird dann von einem Multiplexer 178 aus entsprechend den gehaltenen Daten an einen Verstärker 168" angelegt.

Eine abgewandelte Ausführungsform der Ablenkdetektorschaltung 110 wird nunmehr im einzelnen anhand von Fig.14 beschrieben. Wie bei der ersten Ausführungsform weist die in Fig.14 dargestellte Ablenkdetektorschaltung 110' Feldeffekttransistoren 180 und 182 auf, welche an ihren Gates oder Steuerelektroden die an den Elektroden 106 bzw. 108 induzierten Potentiale erhalten. Die Eingangspotentiale werden durch Verstärker 184 und 186 verstärkt, durch Dioden 188 und 190 gleichgerichtet und dann an einen Differenzverstärker 192 angelegt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 192 wird an Vergleicher 194 und 196 angelegt, in welchen er mit einer vorbestimmten positiven bzw. negativen Spannung verglichen wird. Der Vergleicher 194 erzeugt ein dem Erdpotential entsprechenden Ausgang, wenn der Ausgang des Differenzverstärkers 192 niedriger als eine negative Bezugsspannung ist, sonst aber einen Ausgang mit positivem Pegel; der Vergleicher 196 erzeugt aber ein dem Erdpotential entsprechenden Ausgangspegel, wenn der Verstärkerausgang höher als eine positive Bezugsspannung ist, während er sonst einen Ausgang mit positivem Pegel erzeugt. Die Ausgänge der Vergleicher 194 und 196 werden einzeln an die Basen von Transistoren 198 und 200 angelegt, die jeweils entsprechend einer positiven Spannung leitend werden. Ein Inverter 202 ist mit dem Kollektor des Transistors 198 und ein wiederholt triggerbarer monostabiler Multivibrator 204

° ist mit dem Kollektor des Transistors 200 verbunden. Der Inverter 202 ist mit einem zweiten wiederholt triggerbaren, monostabilen Multivibrator 206 verbunden. Jeder monostabile Multivibrator 204 oder 206 wird durch einen Anstieg des Eingangs von dem Erdpotentialpegel auf einen positiven Pegel getriggert, um einen Ausgangspegel "1" (positiven Pegel) für einen vorbestimmten Zeitabschnitt T_ zu erzeugen, und wenn er getriggert wird, bevor der Zeitabschnitt T_n ab-

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32192U

-ΜΙ gelaufen ist, erzeugt er einen Pegelausgang "1" für einen weiteren Zeitabschnitt Τ_. Wenn er während eines Zeitabschnitts T- nicht getriggert worden ist, stellt der monostabile Multivibrator nach Verstreichen des Zeitabschnitts T- den Erdpotentialpegel wieder her. Die Ausgänge der monostabilen Multivibratoren 204 und 206 werden an den Mikrocomputer 100 angelegt. Der Mikrocomputer 100 versorgt den Druckladesignalgenerator 38 mit einem Ladesignal (Druckdaten) , das (die) eine Folge von fünf Farbtröpfchen, aber nicht eine Folge der nächsten fünf Farbtröpfchen lädt (laden) .

Die geladenen und nichtgeladenen Farbtröpfchen sind in Fig.15a bis 15c durch schwarze Punkte bzw. weiße Kreise dargestellt. Solange die tatsächliche Bahn von geladenen Farbtröpfchen zu der Elektrode 106 hin versetzt ist, wird der Ausgang f der Schaltung 110' ein Pegel "1", wie in Fig.15a dargestellt ist, um eine geringe Ablenkung anzuzeigen. Solange die tatsächliche Bahn in der Mitte zwisehen den Elektroden 106 und 108 verläuft, sind die beiden Ausgänge f und g derSchaltung 110' ein Pegel "0", wodurch eine richtige Ablenkung angezeigt ist, wie in Fig.15b dargestellt ist. Bei einer übermäßig starken Ablenkung wird der Ausgang g derSchaltung 110' ein Pegel "1". Bei einer Ablenksteuerung ändert der Mikrocomputer 100 die Ladespannung bezüglich der Ausgänge f und g der Schaltung 110¹. Statt des vorstehend beschriebenen berührungslosen Feststellverfahrens kann auch ein sogenanntes Kontakt-Feststellverfahren angewendet werden, bei welchem zumindest eine Elektrode an einer Bezugsablenkstelle angeordnet ist, um so eine Ladung zu fühlen, die sich aus einem Auftreffen eines abgelenkten Farbtröpfchens ergibt.

In Fig.16 ist ein abgewandelter Druckladespannungsgenerator 40" in Verbindung mit einem Druckladesignalgenerator 38 und einer Pumpenansteuereinrichtung 162 dargestellt. In dem Generator 40" ist die Verstärkung des Verstärkers 140

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β » O « · ■

32192 U

durch die Widerstandswerte von Widerständen R._n bis R„ _o

IU Ίο

und durch ein wahlweises Ein-Ausschalten von Feldeffekttransistoren F bis Fg festgelegt. Jeder der Feldeffekttransistoren F_1n bis F._Q wird durch Verstärkungsdaten, die

IU Io

in einer Halteschaltung 210 gehalten sind, an oder ausgeschaltet. Die Halteschaltung 210 wird von dem Mikrocomputer 100 durch einen Verstärkungskode geladen. Ein Laden der Halteschaltung 164 wird über die Halteschaltung 210 von dem Mikrocomputer 100 gesteuert. Erforderlichenfalls kann zur Datenzufuhr zu der Halteschaltung 164 die Datenspeiseleitung zu dem Halteglied 210 benutzt werden.

Anhand von Fig.17a und 17b wird die Arbeitsweise des Mikrocomputers 100 beschrieben. Wenn Energie angelegt ist, initialisiert der Mikrocomputer 100 seine Ein- und Ausgabeeinheiten und führt, wie vorstehend beschrieben, zuerst ein Phasensuchen durch. Bei einer Phasensuchoperation werden Bezugsdruck-Verstärkungsdaten in der Halteschaltung 164 gehalten, die Ablenkspannungs-Quellenschaltung 96 wird abgeschaltet, die Schaltungsanordnung 32 wird konditioniert, um den Phasensuch-Ladesignalgenerator 30 mit der Ladeelektrode 22 zu verbinden, und der Feldeffekttransistor 56 des Ladedetektors 36 wird abgeschaltet. Zum Überwachen des Ausgangs Pok des Ladedetektors 36 versorgt der Mikrocomputer ·|00 die Phasensteuerschaltung 28 mit Phasenschiebe-Befehlsimpulsen Pdk einer Periode von ΙΟμβ, während der Ausgang Pok ein Pegel "1" ist. Sobald der Ausgang Pok auf einen Pegel "0" schaltet, unterbricht der Mikrocomputer 100 die

Impulse Pdk und beendigt das Phasensuchen, indem er festem Γ)

setzt, daß die Phasensteuerschaltung 28 eine richtige Farbentrennphase (Vp) erreicht hat.

Der Mikrocomputer 100 schaltet dann auf die Ablenkspannungs-Quellenschaltung 96, verbindet den Druckladespannungsgenerator 40 mit der Ladeelektrode 22 und schaltet den Transistor 56 des Ladedetektors 36 an. Danach setzt der Mikrocomputer 100 den Druckladesignalgenerator 38 auf

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-μι den Datenausgang der 32-sten Stufe, zählt Ladezeitsheueriinpulse Cp und kehrt die Eingangsdaten von Aufzeichen auf Nichtaufzeichnen und umgekehrt jedesmal dann um, wenn der Zählerstand "6" erreicht. Das sich ergebende Ladungsmuster aus Farbtröpfchen ist aus Fig.15a bis 15c zu ersehen. Ferner lädt der Mikrocomputer 100 die Halteschaltung 210 mit einer Bezugsspannungsverstärkung und speichert einen Anfangskorrekturwert G-8 in dem Register. Die Ladespannung wird folglich auf die dem 32-sten Schritt entsprechende Bezugsspannung gesetzt. Die Farbe befindet sich unter dem Bezugsdruck, welcher durch die Bezugsdruck-Verstärkungsdaten in der Halteschaltung 164 festgelegt ist. Zum Auslesen der Ausgänge g und f der Ablenkdetektorschaltung 110' (Fig.14) ersetzt der Mikrocomputer die in dem Halteglied 210 gehaltenen Daten durch {Bezugsspannungsverstärkung - Anfangskorrekturwert G = 8), wenn der Ausgang g ein Pegel "1" ist, der eine übermäßige Ablenkung anzeigt, ersetzt die gehaltenstnDaten durch (Bezugsspannungsverstärkung + Anfangskorrekturwert G = 8) und lädt den Speicher G des Registers mit G = 1/2 G = 4, wenn der Ausgang f den Pegel "1" hat, wodurch eine geringe Ablenkung angezeigt wird und beendet die Ablenksteuerung, wenn die beiden Ausgänge f und g einen Pegel "0" haben.

Wenn der Ausgang g oder f einen Pegel "1" hat, überprüft der Mikrocomputer 100 den Ausgang f oder g nach dem Erneuern der gehaltenen Daten, und wenn der Ausgang g ein Pegel "1" ist, subtrahiert er G = 1/2 G = 4 von dem Bezugsverstärkungskode zu diesem Zeitpunkt, während wenn der Ausgang f ein Pegel "1" ist, er G = 1/2 G = 4 zu dem Bezugsverstärkungskode addiert, um die gehaltenen Daten zu erneuern. Der Mikrocomputer 100 speicher dann G = 1/4 G = in dem Register und überprüft die Ausgänge f und g. Auf diese Weise verringert der Mikrocomputer 100 allmählich den Korrekturwert G, bis die beiden Ausgänge f und g ein Pegel "0" werden. Nachdem G = 1 ist, macht der Mikrocom-• puter 100 G = 0, und ändert die Daten in dem Halteglied

^:..^:-:.. 321.92 U

-ΜΙ 210. Oder kurz gesagt, die Verstärkung wird durch eine geometrische Progression geändert, so daß die tatsächliche Bahn von Farbtröpfchen in die Mitte zwischen die Elektroden 106 und 108 gebracht wird. Wenn der Ausgang g oder f ein Pegel "1" bleibt, selbst nachdem eine Ablenkung bei G=O festgestellt worden ist, wird die Bezugsverstärkung schrittweise in- oder dekrementiert. Wenn g = f = Pegel "0" erreicht ist, fliegen Farbtröpfchen über die Bahn in der Mitte zwischen den Elektroden 106 und 108, und der Mikrocomputer 100 stellt fest, daß die Ablenkung richtig ist.

Als nächstes berechnet der Mikrocomputer 100 einen Unterschied (eine Abweichung) zwischen dem in dem Halteglied 210 gespeicherten Verstärkungskode (der in dem Speicher RAM des Mikrocomputers 100 gespeichert ist) und dem Bezugsverstärkungskode, liest eine Farbdruck-Einstellverstärkung (_+) , die dem Unterschied aus dem Speicher ROM entspricht,addiert die Verstärkung zu den Daten in dem Halteglied 164 (die in dem Speicher RAM des Mikrocomputers 100 gespeichert sind), hält die Summe in dem Halteglied 164, führt nach Verstreichen einer gegebenen Verzögerungszeit ein weiteres Phasensuchen aus und führt dann eine weitere Ladespannungsfeststellung für eine richtige Ablenkung durch. Dies wird wiederholt, bis f = g = dem Pegel "0" mit dem Halteglied 210 gehaltenen Bezugsverstärkungskode erreicht ist. Folglich wird während des wiederholten Vorgangs ein Farbdruck umgekehrt proportional zu der Farbtemperatur allmählich geändert. Wenn f= g= dem Pe-

^O g_ei "o" erreicht ist, während der Bezugsverstärkungskode in dem Halteglied 210 gehalten wird, ist eine vorbestimmte Ablenkung mit der Ladespannung erreicht, die auf einem entsprechenden Pegel gesteuert worden ist, der einen ausreichenden Spielraum für eine Einstellung der Ladespannung läßt. Hierdurch wird wieder eine Datenwiedergabe hoher Qualität aus den vorstehend anhand der Fig.11 angeführten Gründen erreicht.

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Wie erinnerlich, können die Elektroden 106 und 108 für eine berührungsfreie Feststellung durch zumindest eine Elektrode für eine sogenannte Kontaktfeststellung ersetzt werden, wie beispeilsweise in den japanischen Patentanmeldüngen NR 53-165187/1978, 55-24303/1980 und 55-28780/1980 beschrieben ist.

In Fig. 18 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher zwei Elektroden verwendet sind, auf welche Farbtröpfchen aufzutreffen haben. Wie dargestellt, ist eine erste Elektrode 106' mit einer ersten Ladungsdetektorschaltung 220a verbunden, während eine zweite Elektrode 108' mit einer zweiten Ladungsdetektorschaltung 220b verbunden ist. Wie im einzelnen in Fig.19 dargestellt ist, ist ein Ladungsdetektor 220a entsprechend ausgelegt, um eine Ladung auf einem Farbtröpfchen festzustellen, indem eine Spannung verstärkt wird, die infolge derLadung auf dem Farbtröpfchen auf eine erdfreie Kapazität C geladen ist, und die dann mit einem Bezugspegel Vref verglichen wird. Vor der Ladungsbestimmung wird ein Feldeffekttransistor 226 vorübergehend angeschaltet, damit die erdfreie Kapazität C entladen wird. Der Ladungsdetektor 220b hat genau den gleichen Aufbau wie der Ladungsdetektor 220a. Ein Ladespannungsgenerator 230, der bei dieser Ausführungsform verwendbar ist, in Fig.20 dargestellt. Der Ausgang des Druckladesignalgenerators 38, welcher in diesem Fall ein Ladespannungskode ist, wird durch einen D/A-Umsetzer 232 in eine analoge Spannung umgeformt, welche dann einen Verstärker 234 angelegt wird.

Anhand von Fig.21 bis 23 wird die Arbeitsweise des Mikrocomputers 100 in einer solchen abgewandelten Ausführungsform beschrieben. Nach dem gleichen Ablauf bei einem Phasensuchen wie in der vorstehenden Ausführungsform setzt £_er Mikrocomputer 100 die Ladespannung auf eine Bezugsladespannung (Kode c), schaltet die Ablenkspannungs-Quellenschaltung 96 an, setzt einmal die Ladedetektorschaltungen

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220a und 220b zurück und überprüft die Ausgänge g und f der Schaltungen 220a und 220b nach dem Verstreichen eines vorbestimmten Zeitabschnitts t,. Wenn Ausgang g auf einem logischen Pegel ist, welcher "geladen" anzeigt, versorgt der Mikrocomputer 100 den Druckladesignalgenerator 38 mit einem Kode, welcher die Summe aus einem Anfangskorrekturwert V und der Bezugsladespannung anzeigt, setzt die Schaltungen 220a und 220b zurück und überprüft dann nach Verstreichen eines weiteren Zeitabschnittes t, die Ausgänge g und f. Wenn der Ausgang g noch auf dem "geladenen" Pegel ist, versorgt der Mikrocomputer den Generator 38 mit einem Ladespannungskode, welcher die Summe aus einem Korrekturwert V₂./2 und (einer Bezugsladespannung + V₇.) anzeigt;,

Ά Α.

wenn der Ausgang f auf einem Pegel ist, der "geladen" anzeigt, legt der Mikrocomputer 100 an den Generator 38 einen Ladespannungskode an, der einen Wert anzeigt, der durch Subtrahieren von V /2 von (einer Bezugsladespannung + V_a) gegeben ist. Danach wird der gleiche Vorgang wiederholt, bis die Ablenkung allmählich auf die Hälfte (V_A, V_&/2 )

jedesmal verringert wird, bis die Schaltung 220b statt der Schaltung 220a ein geladenes Tröpfchen feststellt, solange der festgestellte Wert geringer als ein vorbestimmter Wert ist. Dies ist dann das Ende der Ablenkfeststellung bzw. -bestimmung. Ein Druckänderuggswert, der dem letzten kummulativen Korrekturwert G (der tatsächlichen Ladespannung am Ende der Ablenkfeststellung - der Bezugsladespannung) entspricht, wird dann als ein Änderungswert zu der Pumpenansteuerschaltung 162 addiert oder davon subtrahiert. Danach kehrt der Mikrocomputer 100 zu einem Phasensuchen zurück, um die vorstehend beschriebene Bestimmung einer Ablenkung und eine Änderung des Farbdrucks durchzuführen. Wenn der Korrekturwert G Verringerungen über den vorbestimmten Wert hinaus erreicht, beendet der Mikrocomputer 100 die Einstellung einer Ablenkung (des Farbdrucks) und beginnt einen Druckvorgang.

Ende der Beschreibung

Leerseite

Claims (8)

1. DlPL.-ING;*SCiiwA*ftl? --'DR-DRrSANDMAIR 3219214

   PATENTANWÄLTE
   Postfach 860245 · 8000 München 86

   Anwaltsakte: 32 248

   Ricoh Company, Ltd. Tokyo/Japan

   Farbstrahldrucker mit einer Ablenksteuerung

   Patentansprüche

   Farbstrahldrucker mit einer Ablenksteuerung g e ennzeichnet durch einen Farbausstoßkopf (18) zum Ausstoßen eines Farbstrahls; durch eine Ladeeinrichtung (22), um von dem Farbstrahl getrennte Farbtröpfchen elektrostatisch und selektiv zu laden; durch eine Ablenkeinrichtung (42a, 42b), um die geladenen Farbtröpfchen entsprechend den elektrostatischen Ladungen auf den Farbtröpfchen·auf eine Anzahl vorbestimmter Stufen elektrostatisch abzulenken; durch eine Ablenkfühleinrichtung (104), um eine Abweichung von einer Bezugsablenkung der geladenen Farbtröpfchen festzustellen, welche

   auf eine vorbestimmte Stufe einer Anzahl Stufen abgelenkt _ ₂ _ VII/XX/Ha

   β (089) 988272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

   988273 BERGSTAPFPATENT München ' (BLZ 70020011) Swift OxIe: HYPO DE MM

   988274 TELEX: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BL7 70020270) 983310 0524560BERGd Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

   "·· ·^: · · 32192 H

   werden; durch eine Farbzuführeinrichtung (12, 14, 16), um eine Fa-rbe unter einem vorbestimmten, veränderlichen Druck dem Kopf zuzuführen, und durch eine Steuereinrichtung (100) zum Steuern der Farbzuführeinrichtung (12,. 14, 16) , um den an die Farbe anzulegenden Druck entsprechend einer Abweichung zu ändern, die durch die Abweichungsfühleinrichtung festgestellt worden ist.
2. 2. Farbstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Ablenkfühleinrichtung eine Elektrodenanordnung (42a, 42b) zum Fühlen einer Ladungsmenge auf jedem abgelenkten Farbtröpfchen und eine Recheneinrichtung zum Berechnen der Abweichung entsprechend der gefühlten Ladungsmenge auf dem abgelenkten Farbtröpfchen aufweist.
3. 3. Farbstrahldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung eine erste und zweite Elektrode (42a, 42b) aufweist, die parallel zueinander und nach der Ablenkeinrichtung (22) angeordnet sind, so daß eine Farbablenkbahn, welche die Farbtröpfchen bei der Bezugsablenkung zu durchlaufen haben, zwischen der ersten und zweiten Elektrode (42a, 42b) festgelegt ist, wobei die Elektroden (42a, 42b) entsprechend bemessen sind, um Spannungen zu fühlen, die durch die abgelenkten Farbtröpfchen induziert worden sind,welche die Farbablenkbahn durchlaufen.
4. 4. Farbstrahldrucker nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Recheneinrichtung einen Vergleicher aufweist, um die induzierte Spannung, welche durch die erste Elektrode (4 2a) gefühlt worden ist, mit der induzierten Spannung zu vergleichen, die durch die zweite Elektrode (4 2b) gefühlt worden ist, um einen Unterschied

   ^5 zu berechnen, um dadurch die Abweichung der abgelenkten Farb"tröpfchen festzustellen.

   - 3
5. 5. Farbstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbzuführeinrichtung eine Pumpe (12), um einen veränderlichen Druck auf die Farbe auszuüben und um die unter Druck gesetzte Farbe dem Kopf (18) zuzuführen, und eine Pumpenansteuereinrichtung (162) zum Steuern der Pumpe aufweist, um den auf die Farbe auszuübenden Druck entsprechend der gefühlten Abweichung zu ändern.
6. 6. Farbstrahldrucker nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Pumpenansteuereinrichtung (162) entsprechend ausgelegt ist, um den Strompegel zum Ansteuern der Pumpe zu ändern.
7. 7. Farbstrahldrucker nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Pumpenansteuereinrichtung (162) entsprechend ausgelegt ist, um die Stromfrequenz zum Ansteuern der Pumpe zu ändern.
8. 8. FärbStrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Mikrocomputer (100) aufweist.