DE60210272T2

DE60210272T2 - Auf abruf arbeitender drucker

Info

Publication number: DE60210272T2
Application number: DE60210272T
Authority: DE
Inventors: Andrew John Clippingdale; Daniel Richard Histon Mace; Simon Roger Johnson; Guy Charles Fernley Newcombe
Original assignee: Tonejet Ltd
Current assignee: Tonejet Ltd
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2022-01-18
Also published as: EP1361956B1; EP1361956A1; DE60210272D1; WO2002057086A1; GB0101353D0; US6820965B2; US20040051770A1; GB2371267A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mit Tröpfchen auf Abruf arbeitenden Drucker des Typs, bei dem eine Ansammlung an Partikeln erzeugt und dann durch elektrostatische Mittel ausgestoßen wird auf ein Belichtungssubstrat. Spezieller betrifft die Erfindung einen derartigen Drucker, der eine Zeile bzw. Reihe an Tinteausstoßorten hat zum Ausstoßen mehrerer Tintetröpfchen, wie er beispielsweise beschrieben ist in unserer WO-A-93-11866 oder WO-A-98-32609.
Derartige Drucker können mit sehr kleinen Abständen zwischen angrenzenden Tinteausstoßorten hergestellt werden, wobei es in diesem Falle wünschenswert ist, eine elektrostatische Kreuzkopplung zwischen angrenzenden Orten oder Kanälen zu reduzieren. Dies kann erreicht werden durch Einfügen von Schutzkanälen zwischen Paaren von Ausstoßkanälen. Derartige Drucker werden üblicherweise betrieben mit Hilfe einer Vorspannung, die fortwährend über geeignete Ausstoßelektroden an den Ausstoßorten angelegt wird und wenn ein Ausstoß erforderlich ist, durch ein Anlegen geeigneter Spannungsimpulse an die Ausstoßelektroden. Die Vorspannung kann auch ständig an den Schutzkanälen angelegt werden. Werden jedoch die mit zwei oder mehr angrenzenden Ausstoßorten in Verbindung stehenden Ausstoßelektroden fortwährend gepulst, so wird ein starkes Feld zwischen den Ausstoßorten und den zwischengeschalteten Schutzkanälen erzeugt und ein Fluid kann von den Ausstoßorten zu den Schutzkanälen gezwungen werden und kann von dort auf das Substrat ausgestoßen werden. Es ist daher wünschenswert, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines derartig fälschlichen Ausstoßes zu reduzieren. Wie beispielsweise in der JP-A-2001-001524 beschrieben, kann eine Spannung an Schutzelektroden zwischen Ausstoßelektroden angelegt werden, um die Druckqualität zu verbessern.
Erfindungsgemäß ist daher ein mit Tröpfchen auf Abruf arbeitender Drucker vorgesehen, der aufweist:
eine Zeile bzw. Reihe an Tinteausstoßorten zum Ausstoßen mehrerer Tintetröpfchen, wobei jeder Ausstoßort eine dazugehörige Ausstoßelektrode hat, an der eine Spannung angelegt wird, um einen elektrostatischen Ausstoß der Tröpfchen von dem jeweiligen Ausstoßort zu bewirken;
einen Schutzkanal, der zwischen angrenzenden Ausstoßorten angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Schutzkanal eine darin angeordnete Elektrode hat; und
eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, um an den Schutzkanalelektroden eine Spannung anzulegen, wobei die angelegte Spannung eine Spannung ist, die das Mittel der Spannungen ist, die im Betrieb über eine vorgegebene Zeit an den Ausstoßortelektroden innerhalb der Zeile angelegt sind.
Das Mittel der angelegten Spannungen kann das Mittel der Spannungen sein, die an den angrenzenden Ausstoßortelektroden angelegt werden oder andernfalls das Mittel der Spannungen, die an all den Ausstoßortelektroden angelegt werden.
Die Steuereinrichtung legt vorzugsweise auch eine Vorspannung an den Schutzkanalelektroden an, mit der die mittlere Spannung summiert wird. Auch ist vorzugsweise jede Schutzkanalelektrode über einen kapazitiven Widerstand mit einer Vorspannung verbunden. In ähnlicher Weise kann jede Schutzkanalelektrode über Widerstände gleicher Größe mit den angrenzenden Ausstoßortelektroden verbunden sein.
Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Betreiben eines mit Tröpfchen auf Abruf arbeitenden Druckers, der eine Zeile an Tinteausstoßorten zum Ausstoßen mehrerer Tintetröpfchen hat, wobei jeder Ausstoßort eine dazugehörige Ausstoßelektrode hat, um einen elektrostatischen Ausstoß der Tröpfchen aus dem jeweiligen Ausstoßort zu bewirken, sowie einen zwi schen angrenzenden Ausstoßorten angeordneten Schutzkanal, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Schutzkanal eine darin angeordnete Elektrode hat und das Verfahren das Anlegen einer Spannung an die Schutzkanalelektroden umfaßt, wobei die angelegte Spannung eine Spannung ist, welche das Mittel der Spannungen ist, die im Betrieb über eine vorgegebene Zeit an den Ausstoßortelektroden innerhalb der Zeile angelegt werden.
Zwei Beispiele für erfindungsgemäße Drucker werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 einen Druckerkopf des in unserer WO-A-98-32609 beschriebenen Typs darstellt;
2 die elektrischen Verbindungen zu den Ausstoßkanälen und Schutzkanälen des in 1 gezeigten Druckers darstellt;
3 die Beziehung der Spannungen an den Schutzkanälen über die Zeit darstellt;
4 alternative elektrische Verbindungen zu dem Ausstoß- und Schutzkanälen eines Druckers darstellt;
5 einen Schaltkreis zum Liefern der erforderlichen Spannungen darstellt; und
6 eine alternative Ausgestaltung eines Drukkerkopfs, ähnlich dem der 1, darstellt, bei dem jedoch mehrere Schutzkanäle zwischen angrenzenden Elektrodenorten verwendet werden.
1 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines Druckkopfes 1 mit Mehrkanalausstoß, wobei die Figur drei Ausstoßorte 2 zeigt, die durch aufrechte Stände 3 begrenzt sind, an jeder deren Seite ein Ausstoßkanal 4 vorgesehen ist, der eine Ausstoßelektrode 40 hat, wie sie beispielsweise in unserer WO-A-98-32609 beschrieben ist. Schutzkanäle 5 sind zwischen jedem Paar Ausstoßorten vorgesehen, d.h., an jeder Seite jedes Ausstoßorts 2 und haben gleiche Elektroden 50.
2 stellt die elektrischen Verbindungen sowohl mit den Ausstoßkanälen 4, wie auch den Schutzkanälen 5 dar, wobei die elektrischen Bahnen 6 (Ausstoßleiter) zu den Ausstoßkanälen mit geeigneten Spannungstreibern (nicht in 2 gezeigt) verbunden sind und Anschlüsse 7 haben, die, wie gezeigt, einen 100 MΩ Widerstand 8 aufweisen, verbunden mit jedem Schutzkanalleiter 9. Eine Vorspannung wird fortwährend über einen 100 pF kapazitiven Widerstand 10 angelegt, so daß bei Anlegen der erforderlichen Impulse an den Ausstoßleitern 6, geeignete RC-gemittelte Spannungen an den Schutzkanälen 5 anliegen. Dieses Verfahren ist geeignet für das Vorsehen erforderlicher Spannungen, wenn die Schutzkanäle miteinander verbunden sind.
Der oben gezeigte Schaltkreis hat eine Zeitkonstante von 10 ms und wenn kein Drucken stattfindet, so sind die Schutzkanäle 5 alle auf der Vorspannung gehalten. Erfolgt ein Drukken mit 50%igem Arbeitszyklus von allen Kanälen, so erreichen die Schutzkanäle das Mittel der Impuls- und Vorspannungen nach etwa 30 ms und wenn ein Drucken mit einem 90%igen Arbeitszyklus bei 5 Hz von all den Kanälen stattfindet, erreichen die Schutzkanäle die Vorspannung plus 90% der Impulsspannung nach etwa 30 ms, wie in 3 gezeigt.
Es sei festgehalten, daß bei dem in 2 gezeigten Schaltkreis die Schutzkanalleiter 9 alle miteinander verbunden sind und das RC-Mittel aller Ausstoßkanäle 4 dabei an den Schutzkanalelektroden 50 angelegt wird. Ein komplexerer, jedoch vorteilhafter Ansatz in Bezug auf die elektrischen Verbindun gen ist in 4 gezeigt, in welcher eine isolierte Schutzkanalelektrode 50 die RC-mittlere Spannung der beiden benachbarten Druck/Ausstoßkanäle 4 angelegt bekommt (über die Leiter 9) und zwar über die Vorspannung, die individuell an jedem Schutzkanal 5 über einen jeweiligen 100 pF kapazitiven Widerstand angelegt wird und jeder Schutzkanalleiter 9 ist individuell mit den beiden angrenzenden Ausstoßkanälen über einen 100 MΩ Widerstand 8 verbunden.
5 stellt einen Schaltkreis dar, der die erforderlichen Spannungen für den jeweiligen Ausstoß und die Schutzkanäle vorsehen kann und verwendet die gleiche Nomenklatur/Bezugszeichen. Impulsspannungsgeneratoren sind mit 11 dargestellt und ein Generator für gemeinsame Vorspannung ist mit 12 angegeben, wobei beide durch eine geeignete Steuereinrichtung 13 gesteuert werden.
Der in 6 dargestellte Druckerkopf ist dem in 1 gezeigten sehr ähnlich und es werden dieselben Bezugszeichen verwendet. Der Druckerkopf hat jedoch drei Schutzkanäle 5, 15 zwischen den angrenzenden Ausstoßorten 2, wobei das äußere Paar an Kanälen 15 als "Flankier"-Kanäle angeordnet sind und ihre jeweilig dazugehörigen Elektroden (nicht gezeigt) sind elektrisch miteinander verbunden, sowie mit der Ausstoßelektrode, die sie umgeben. In diesem Fall kann der zentrale Schutzkanal 5 auf dem Mittel der Ausstoßelektroden gehalten werden, wie dies zuvor beschrieben wurde. Bei einer Alternative (nicht gezeigt) sind die Flankierkanäle 15, die an dem zentralen Schutzkanal 5 angrenzen, miteinander verbunden, sowie mit dem Schutzkanal, den sie umgeben und können auf dem Mittel der Ausstoßelektroden gehalten werden, wie dies zuvor beschrieben wurde.

Claims

Mit Tröpfchen auf Abruf arbeitender Drucker, aufweisend: eine Zeile an Tinteausstoßorten (2) zum Ausstoßen mehrerer Tintetröpfchen, wobei jeder Ausstoßort eine dazugehörige Ausstoßelektrode (40) hat, an die eine Spannung angelegt ist, um einen elektrostatischen Ausstoß der Tröpfchen von dem entsprechenden Ausstoßort zu bewirken; einen Schutzkanal (5), der zwischen angrenzenden Ausstoßorten (2) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schutzkanal (5) eine darin angeordnete Elektrode (50) hat; und eine Steuereinrichtung (13) vorgesehen ist zum Anlegen einer Spannung an den Schutzkanalelektroden (50), wobei die angelegte Spannung eine Spannung ist, die das Mittel der Spannungen ist, die über eine vorbestimmte Zeit an den Ausstoßortelektroden (2) innerhalb der Zeile im Betrieb angelegt werden.
Mit Tröpfchen auf Abruf arbeitender Drucker nach Anspruch 1, bei welchem das Mittel der angelegten Spannungen das Mittel der Spannungen ist, die an den angrenzenden Ausstoßortelektroden (2) angelegt werden.
Mit Tröpfchen auf Abruf arbeitender Drucker nach Anspruch 1, bei welchem das Mittel der angelegten Spannungen das Mittel der Spannungen ist, die an allen Ausstoßortelektroden (2) angelegt werden.
Mit Tröpfchen auf Abruf arbeitender Drucker nach Anspruch 1, bei welchem die Steuereinrichtung (13) auch eine Vorspannung an die Schutzkanalelektroden (50) anlegt, mit der die mittlere Spannung summiert wird.
Mit Tröpfchen auf Abruf arbeitender Drucker nach Anspruch 4, bei welchem jede Schutzkanalelektrode (50) über einen kapazitiven Widerstand (10) mit einer Vorspannung verbunden ist.
Mit Tröpfchen auf Abruf arbeitender Drucker nach Anspruch 1, bei welchem jede Schutzkanalelektrode (50) über Widerstände (8) gleicher Größe mit angrenzenden Ausstoßortelektroden (2) verbunden ist.
Mit Tröpfchen auf Abruf arbeitender Drucker nach Anspruch 3, bei welchem jede Schutzkanalelektrode (50) über Widerstände (8) gleicher Größer mit jeder Ausstoßortelektrode (2) verbunden ist.
Mit Tröpfchen auf Abruf arbeitender Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mehrere Schutzkanäle zwischen angrenzenden Elektrodenorten (2) aufweisend.
Verfahren zum Betreiben eines mit Tröpfchen auf Abruf arbeitenden Druckers, der eine Zeile an Tinteausstoßorten (2) zum Ausstoßen mehrerer Tintetröpfchen hat, wobei jeder Ausstoßort eine dazugehörige Ausstoßelektrode (40) hat, um einen elektrostatischen Ausstoß der Tröpfchen von dem jeweiligen Ausstoßort zu bewirken, sowie einen Schutzkanal (5), der zwischen angrenzenden Ausstoßorten (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schutzkanal eine darin (50) angeordnete Elektrode hat und das Verfahren das Anlegen einer Spannung an den Schutzkanalelektroden (50) umfaßt, wobei die angelegte Spannung eine Spannung ist, welche das Mittel der Spannungen ist, die im Betrieb über eine vorgegebene Zeit an den Ausstoßortelektroden (2) innerhalb der Zeile angelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem das Mittel der angelegten Spannungen das Mittel der Spannungen ist, die an den angrenzenden Ausstoßortelektroden (2) angelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem das Mittel der angelegten Spannungen das Mittel der Spannungen ist, die an all den Ausstoßortelektroden (2) angelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem eine gemeinsame Vorspannung an den Schutzkanalelektroden (50) angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem die gemeinsame Vorspannung über einen kapazitiven Widerstand (10) angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem die mittlere Spannung angelegt wird durch Verbinden jeder Schutzkanalelektrode (50) über Widerstände (8) gleicher Größe mit den angrenzenden Ausstoßortelektroden (2).
Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem die mittlere angelegte Spannung angelegt wird durch Verbinden jeder Schutzkanalelektrode (50) über Widerstände (8) gleicher Größe mit den Ausstoßortelektroden (2).