DE3219214A1 - Farbstrahldrucker mit einer ablenksteuerung - Google Patents
Farbstrahldrucker mit einer ablenksteuerungInfo
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- DE3219214A1 DE3219214A1 DE19823219214 DE3219214A DE3219214A1 DE 3219214 A1 DE3219214 A1 DE 3219214A1 DE 19823219214 DE19823219214 DE 19823219214 DE 3219214 A DE3219214 A DE 3219214A DE 3219214 A1 DE3219214 A1 DE 3219214A1
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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
.
5
5
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 | |
35 | ||
32192 H
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
■32192U
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.
10
10
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-
- 10 -
mm · β · «act * * *·
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'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) der 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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32 192 H
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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·;, 32192H
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-
- 16 -
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 In 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
- 17 -
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 Fq 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 Rq und durch selektives An-Ausschalten
der Transistoren F1 bis Fq 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 SR 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 Sß 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-
- 20 -
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
- 21 -
.. .... , 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 Tn ab-
- 22 -
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
- 23 -
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
F1n 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
- 24 -
-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 gei "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.
- 26 -
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 + Va)
gegeben ist. Danach wird der gleiche Vorgang wiederholt, bis die Ablenkung allmählich auf die Hälfte (VA, 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.
Leerseite
Claims (8)
- DlPL.-ING;*SCiiwA*ftl? --'DR-DRrSANDMAIR 3219214PATENTANWÄLTE
Postfach 860245 · 8000 München 86Anwaltsakte: 32 248Ricoh Company, Ltd. Tokyo/JapanFarbstrahldrucker mit einer AblenksteuerungPatentansprücheFarbstrahldrucker 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, welcheauf eine vorbestimmte Stufe einer Anzahl Stufen abgelenkt _ 2 _ VII/XX/Haβ (089) 988272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850988273 BERGSTAPFPATENT München ' (BLZ 70020011) Swift OxIe: HYPO DE MM988274 TELEX: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BL7 70020270) 983310 0524560BERGd Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)"·· ·: · · 32192 Hwerden; 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. FärbStrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Mikrocomputer (100) aufweist.
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- 1982-05-14 US US06/378,450 patent/US4435720A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-05-21 DE DE19823219214 patent/DE3219214A1/de active Granted
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: SCHWABE, H., DIPL.-ING. SANDMAIR, K., DIPL.-CHEM. |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |