EP0025492B1 - Imprimante à projection d'encre comportant un dispositif de commande d'inclinaison d'image - Google Patents

Imprimante à projection d'encre comportant un dispositif de commande d'inclinaison d'image Download PDF

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EP0025492B1
EP0025492B1 EP80104356A EP80104356A EP0025492B1 EP 0025492 B1 EP0025492 B1 EP 0025492B1 EP 80104356 A EP80104356 A EP 80104356A EP 80104356 A EP80104356 A EP 80104356A EP 0025492 B1 EP0025492 B1 EP 0025492B1
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ink
electrodes
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ink jet
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Rex Doyle Fathergill
Alvin Leroy Wittwer
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/13—Ink jet characterised by jet control for inclination of printed pattern
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/075—Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection
    • B41J2/08—Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection charge-control type
    • B41J2/09—Deflection means

Definitions

  • the present invention relates to ink projection printers and, more particularly, printers of the continuous ink projection type which use a device for controlling the inclination of the printed images (characters, symbols, configurations, etc.). .
  • the IBM 6640 printer which has a single ink ejection nozzle, is a continuous ink projection type printer with charge control applied to the ink drops.
  • the vertical deviation of those of the ink drops to which a charge has been allocated beforehand is effected by acting on the magnitude of said charge, this determining the extent of the deviation which will be the subject the ink drop as it passes between a pair of deflection electrodes.
  • the horizontal deflection is obtained thanks to the displacement of the carriage, on which are mounted the ink ejection nozzle, the charging electrode, which makes it possible to apply a charge which depends on the images to the ink drops. to be printed, and the deflection electrodes.
  • images are formed by printing columns of ink drops, for example from the lowest printing position to the highest printing position.
  • Ink drops that are not used for printing receive no charge or receive minimal charge and are directed to a gutter to be returned to the ink circulation system.
  • the carriage moves from left to right, so that the printed column is tilted in the direction in which the carriage moves.
  • this tilt is approximately 0.106 mm for a vertical distance of 4.24 mm, or 1.43 °.
  • this inclination is eliminated by tilting the deflection plates by 1.43 ° in the opposite direction.
  • a length of 0.254 mm and a power supply of 125 volts may be sufficient in the case of a printer such as the IBM 6640, thus making it possible to electronically switch the horizontal deflection voltage during the return of the carriage.
  • adding 0.254 mm to the distance between the nozzle and the paper sheet makes the problem of combining and dispersing ink drops even more difficult.
  • One of the main objects of the present invention is therefore to provide a simple device making it possible to modify the physical position of at least one of the deflection electrodes in order to obtain an impression in italics by causing an inclination of the characters or the images. prints.
  • FIG. 1 An ink projection printer 10 of the type with continuous ink emission and charge control.
  • This printer includes an ink drop generator 11 to which ink from a reservoir, for example, is applied.
  • a vibration is imparted, conventionally, to this generator by means, for example, of a piezoelectric crystal which is excited by an appropriate circuit so that the ink is ejected from a nozzle 1 a in the form of a jet 12.
  • This jet is divided into drops 12a at a predetermined distance from the nozzle, inside an electrode or a charging ring 13, a charge then being imparted by the electrode to the drops 12a according to signals representative of the images that one wishes to print.
  • the ink drops 12a then pass between two deflection electrodes 14 and 15 between which there is an electric field created by a power supply 9 so that they are deflected and follow, for example, a path 12b.
  • the vertical deflection of the ink drops is obviously a function of the magnitude of the charge imparted to each of them.
  • the drops then strike a printing medium 16 and form thereon an image such as a symbol, a character, a configuration, etc., in this case the letter "M" 17.
  • White spaces are obtained by ensuring that little or no charge is imparted to the ink drops when they are formed inside the charging electrode 13, these drops then being directed, after having passed through the deflection plates 14 and 15 and following the path 12c, towards a gutter or other similar element 18 so as to be brought back via an ink circulation system (not shown) to the ink drop generator 11.
  • the ink drop generator which comprises the nozzle 11 a as well as the charging electrode 13, the deflection electrodes 14 and 15 and the gutter 18, are mounted on a carriage 18 which is driven, for example by means , of a drive device 20 so as to obtain a horizontal displacement of the series of ink drops relative to the printing medium 16.
  • the carriage therefore moves perpendicular to the plane of the sheet of paper on which this figure is drawn.
  • the present invention makes it possible to control the inclination of the electric field which exists between the deflection electrodes 14 and 15, not only to compensate for the inclination of the characters or images formed on the printing medium, but also to cause, if necessary if necessary, an inclination of the characters, in order, for example, to highlight some of them.
  • at least one of the deflection electrodes is rotatably mounted so that its physical position can be changed to vary the inclination of said electric field; in the case of the preferred embodiment of the invention, the two deflection electrodes are thus mounted.
  • the electrodes 14 and 15 are preferably mounted inside an annular insulating or dielectric element 21 and connected thereto, said element 21 being rotatably mounted between two bearings 22 and 23 which are held in a frame 24 comprising a base 25 and vertical walls 26a, 26b.
  • the axis of rotation of the annular element 21 passes through the center of the nozzle 1 a and of the charging electrode 13, or, for all practical purposes, by the path followed by the droplets of ink 12c which are not subject to any deviation (and which are therefore directed towards the gutter).
  • an actuating device constituted in this case by electromechanical transducers, such as solenoids 27 and 28 comprising plungers 27a and 28a which pass through the upper bearing 22, is connected to tongues 21 a, 21b which comprise the annular element 21.
  • This connection can be achieved by means of 'a ball joint (as can be seen in Figures 3 to 5) so that the annular element 21 can rotate without rubbing against the plungers 27a, 27b.
  • the solenoids are preferably connected to the upper bearing 22 by means, for example, of a stirrup 29, and can be respectively excited by means, for example, of the conductors 27b, 28b (the conductor 30 being the ground wire).
  • the annular element 21 as well as the deflection electrodes 14 and 15 can be driven by the actuating device used (the solenoids 27 and 28) so as to move between a first position such than that shown in Figure 4, which is conventional for moving from right to left, and a second position, shown in Figure 5, in which the deflection electrodes are tilted for the purpose of printing characters or d from left to right.
  • the actuating device used the solenoids 27 and 28
  • the actuating device can be put into service by exciting the conductor 27b, for example, when the printing takes place from right to left, the solenoid 28 being able to be excited by means of the conductor 28b when the printing takes place from left to right.
  • the inclination can be changed at any time during printing by simply exciting the opposite solenoid to obtain an italic printing intended, for example, to highlight or "underline" certain characters.
  • Excitation can be carried out by any convenient means.
  • switches can be connected to the chassis at opposite ends of the cart path so as to provide an electrical output indicating a "limit switch" position for the cart.
  • the output provided by these switches can optionally be used to energize either of the solenoids.
  • provision may be made for a switch allowing the operator to alternately excite the solenoids to modify the inclination of the electric field so as to highlight certain characters.
  • the uncomplicated device of the present invention therefore makes it possible, in an ink-jet printer, to control the inclination of the printed images, by ensuring the rotation of at least one of the deflection electrodes, and, in the case of the preferred embodiment of the two electrodes.

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne les imprimantes à projection d'encre et, plus particulièrement, les imprimantes du type à projection d'encre continue qui utilisent un dispositif pour commander l'inclinaison des images imprimées (caractères, symboles, configurations, etc...).
    • Etat de la technique antérieure
  • L'imprimante IBM 6640, qui comporte une unique buse d'éjection d'encre, est une imprimante du type à projection d'encre continue et à commande de la charge appliquée aux gouttes d'encre. Dans ce type d'imprimante, la déviation verticale de celles des gouttes d'encre auxquelles une charge a préalablement été impartie s'effectue en agissant sur la grandeur de ladite charge celle-ci déterminant l'importance de la déviation dont fera l'objet la goutte d'encre lorsqu'elle passera entre une paire d'électrodes de déviation. En revanche, la déviation horizontale est obtenue grâce au déplacement du chariot, sur lequel sont montés la buse d'éjection d'encre, l'électrode de charge, qui permet d'appliquer aux gouttes d'encre une charge qui est fonction des images à imprimer, et les électrodes de déviation.
  • Dans l'imprimante IBM 6640, la formation des images s'effectue en imprimant des colonnes de gouttes d'encre, par exemple depuis la position d'impression la plus basse jusqu'à la position d'impression la plus haute. Les gouttes d'encre qui ne sont pas utilisées aux fins de l'impression ne reçoivent aucune charge ou reçoivent une charge minime et sont dirigées vers une gouttière afin d'être ramenées au système de circulation d'encre. Pendant l'impression d'une colonne de goutte d'encre, le chariot se déplace de la gauche vers la droite, si bien que la colonne imprimée est inclinée dans le sens dans lequel se déplace le chariot. Dans l'imprimante IBM 6640 cette inclinaison est d'environ 0,106 mm pour une distance verticale de 4,24 mm, soit 1,43°. Dans ladite imprimante, on supprime cette inclinaison en inclinant les plaques de déviation de 1,43° dans le sens opposé.
  • Il est évident que dans le cas d'une impression effectuée de droite à gauche, sans correction d'obliquité, l'inclinaison des caractères imprimés semblerait être le double de la valeur ci-dessus, les électrodes de déviation étant inclinées dans le mauvais sens.
  • On a également cherché à résoudre ce problème en tenant compte du fait que la charge impartie à une goutte d'encre est approximativement proportionnelle à l'importance de la déviation qu'elle subit. De ce fait, l'utilisation d'un second ensemble d'électrodes de déviation entre lesquelles existe un champ électrique orienté horizontalement permet d'obtenir une inclinaison des colonnes. Un tel procédé est décrit dans le brevet US-A-3 938 163. La déviation horizontale requise n'est alors que d'environ 2,5%, la distance entre le centre des électrodes de déviation et la page imprimée étant environ deux fois plus longue et ces électrodes peuvent être beaucoup plus rapprochées étant donné que la déviation entre celles-ci est très faible. Par exemple, pour un espacement de 0.762 mm, une longueur de 0,254 mm et une alimentation de 125 volts peuvent suffire dans le cas d'une imprimante telle que l'IBM 6640, permettant ainsi de commuter électroniquement la tension de déviation horizontale pendant le retour du chariot. Toutefois, le fait d'ajouter 0,254 mm à la distance séparant la buse de la feuille de papier rend plus difficile encore le problème de combinaison et de dispersion des gouttes d'encre.
  • Un procédé permettant de faire varier l'inclinaison des colonnes de gouttes d'encre au moyen d'une distorsion du champ électrique est décrit dans l'article intitulé: "Printing Italics Using a Standard Font" IBM Technical Dis- closure Bulletin, Vol. 15, No. 9, février 1973, page 2791. Par ailleurs, un dispositif permettant de compenser automatiquement l'inclinaison des configurations imprimées par une imprimante à projection d'encre, en inclinant l'une des électrodes de déviation est décrit dans le document "Patent Abstracts of Japan" Vol. 3, No. 96, 15 août 1979, page 44E130, JP-A-54-73637.
    • Exposé de l'invention
  • L'un des principaux objets de la présente invention est donc de fournir un dispositif simple permettant de modifier la position physique de l'une au moins des électrodes de déviation afin d'obtenir une impression en italiques en provoquant une inclinaison des caractères ou des images imprimés.
  • D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en référence aux dessins annexés à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci.
    • Brève description des figures
    • La Figure 1 représente schématiquement une imprimante du type à projection d'encre continue et à commande de la charge.
    • La Figure 2 est une vue en perspective d'une partie d'un ensemble d'électrodes de déviation réalisé conformément à la présente invention.
    • La Figure 3 est une vue de face de l'ensemble de la Figure 2.
    • La Figure 4 est analogue à la Figure 3 et montre plus clairement, vue depuis le support d'impression, la position qu'occupent les électrodes de déviation lorsque l'impression est effectuée dans une première direction.
    • La Figure 5 est analogue à la Figure 4 et montre la position qu'occupent les électrodes de déviation lorsque l'impression a lieu dans la direction opposée.
    Description d'un mode de réalisation de l'invention
  • On a représenté sur la Figure 1 une imprimante à projection d'encre 10 du type à émission d'encre continue et à commande de la charge. Cette imprimante comprend un générateur de gouttes d'encre 11 auquel de l'encre provenant d'un réservoir, par exemple, est appliquée. Une vibration est impartie, de façon classique, à ce générateur au moyen, par exemple, d'un cristal piézo-électrique qui est excité par un circuit approprié de telle sorte que l'encre soit éjectée d'une buse 1 a sous la forme d'un jet 12. Ce jet se divise en gouttes 12a à une distance prédéterminée de la buse, à l'intérieur d'une électrode ou d'un anneau de charge 13, une charge étant alors impartie par l'électrode aux gouttes 12a en fonction de signaux représentatifs des images que l'on désire imprimer. Les gouttes d'encre 12a passent ensuite entre deux électrodes de déviation 14 et 15 entre lesquelles existe un champ électrique créé par une alimentation 9 de telle sorte qu'elles soient déviées et suivent, par exemple, une trajectoire 12b. La déviation verticale des gouttes d'encre est évidemment fonction de la grandeur de la charge impartie à chacune d'elles. Les gouttes frappent ensuite un support d'impression 16 et forment sur celui-ci une image telle qu'un symbole, un caractère, une configuration, etc ... , en l'occurrence la lettre "M" 17. Des espaces blancs sont obtenus en faisant en sorte qu'une charge faible ou nulle soit impartie aux gouttes d'encre lorsqu'elles sont formées à l'intérieur de l'électrode de charge 13, ces gouttes étant ensuite dirigées, après avoir traversé les plaques de déviation 14 et 15 et suivi la trajectoire 12c, vers une gouttière ou autre élément analogue 18 de manière à être ramenées par l'intermédiaire d'un système de circulation d'encre (non représenté) au générateur de gouttes d'encre 11.
  • Le générateur de gouttes d'encre, qui comprend la buse 11 a ainsi que l'électrode de charge 13, les électrodes de déviation 14 et 15 et la gouttière 18, sont montés sur un chariot 18 qui est entraîné, au moyen, par exemple, d'un dispositif d'entraînement 20 de manière à obtenir un déplacement horizontal de la suite de gouttes d'encre par rapport au support d'impression 16. Dans le cas de la Figure 1, le chariot se déplace donc perpendiculairement au plan de la feuille de papier sur laquelle cette figure est tracée.
  • La présente invention permet de commander l'inclinaison du champ électrique qui existe entre les électrodes de déviation 14 et 15, non seulement pour compenser l'inclinaison des caractères ou des images formés sur le support d'impression, mais aussi pour provoquer, le cas échéant, une inclinaison des caractères, afin, par exemple, de mettre en évidence certains d'entre eux. A cette fin, comme le montre la Figure 2, l'une au moins des électrodes de déviation est montée à rotation de telle sorte que sa position physique puisse être modifiée pour faire varier l'inclinaison dudit champ électrique; dans le cas de la réalisation préférée de l'invention, les deux électrodes de déviation sont ainsi montées. Comme le montre la figure, les électrodes 14 et 15 sont de préférence montées à l'intérieur d'un élément annulaire isolant ou diélectrique 21 et connectées à celui-ci, ledit élément 21 étant monté à rotation entre deux paliers 22 et 23 qui sont maintenus dans un châssis 24 comprenant une base 25 et des parois verticales 26a, 26b. Dans la réalisation préférée, l'axe de rotation de l'élément annulaire 21 passe par le centre de la buse 1 a et de l'électrode de charge 13, ou, à toutes fins pratiques, par la trajectoire suivie par les gouttelettes d'encre 12c qui ne font l'objet d'aucune déviation (et qui sont donc dirigées vers la gouttière).
  • Pour faire tourner l'élément annulaire 21 et, de ce fait, provoquer une inclinaison du champ électrique créé entre les électrodes de déviation 14 et 15, comme le montrent les Figures 2 et 3, un dispositif d'actionnement, constitué en l'occurrence par des transducteurs électromécaniques, tels que des solénoïdes 27 et 28 comportant des plongeurs 27a et 28a qui traversent le palier supérieur 22, est connecté à des languettes 21 a, 21b que comporte l'élément annulaire 21. Cette connection peut être réalisée au moyen d'un joint à rotule (comme on peut le voir sur les Figures 3 à 5) afin que l'élément annulaire 21 puisse tourner sans frotter contre les plongeurs 27a, 27b. Les solénoïdes sont de préférence connectés au palier supérieur 22 au moyen, par exemple, d'un étrier 29, et peuvent être respectivement excités au moyen, par exemple, des conducteurs 27b, 28b (le conducteur 30 étant le fil de masse).
  • Comme le montrent les Figures 4 et 5, l'élément annulaire 21 ainsi que les électrodes de déviation 14 et 15 peuvent être entraînés par le dispositif d'actionnement utilisé (les solénoïdes 27 et 28) de manière à se déplacer entre une première position telle que celle représentée sur la Figure 4, qui est classique pour un déplacement de la droite vers la gauche, et une seconde position, représentée sur la Figure 5, dans laquelle les électrodes de déviation sont inclinées aux fins de l'impression de caractères ou d'images de la gauche vers la droite.
  • Le dispositif d'actionnement peut être mis en service en excitant le conducteur 27b, par exemple, lorsque l'impression a lieu de droite à gauche, le solénoïde 28 pouvant être excité au moyen du conducteur 28b lorsque l'impression a lieu de gauche à droite. L'inclinaison peut être modifiée à tout moment en cours d'impression en excitant simplement le solénoïde opposé pour obtenir une impression en italique destinée, par exemple, à mettre en évidence ou à "souligner" certains caractères.
  • L'excitation peut être effectuée par n'importe quel moyen commode. Par exemple, dans l'imprimante IBM 6640, des commutateurs peuvent être connectés au châssis aux extrémités opposées du parcours du chariot de manière à fournir une sortie électrique indiquant une position de "fin de course" du chariot. La sortie fournie par ces commutateurs peut éventuellement servir à exciter l'un ou l'autre des solénoïdes. Par ailleurs, si l'imprimante fonctionne dans le mode conversationnel, on peut prévoir un commutateur permettant à l'opérateur d'exciter tour à tour les solénoïdes pour modifier l'inclinaison du champ électrique de manière à mettre en évidence certains caractères.
  • Le dispositif peu compliqué de la présente invention permet donc, dans une imprimante à projection d'encre, de commander l'inclinaison des images imprimées, en assurant la rotation de l'une au moins des électrodes de déviation, et, dans le cas de la réalisation préférée, des deux électrodes.
  • Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, en remplaçant certains éléments par leurs équivalents dans le cadre défini par les revendications.

Claims (4)

1. Imprimante à projection d'encre, du type comprennant:
une buse (11) qui émet une suite de gouttes d'encre (12) selon une trajectoire prédéterminée;
une électrode de charge (13) permettant d'impartir une charge aux gouttes d'encre en fonction d'un signal d'impression;
une paire d'électrodes de déviation (14, 15) montées à l'intérieur d'un élément annulaire (21) et des moyens permettant de créer entre celles-ci un champ électrique pour dévier les gouttes d'encre qui les traversent en fonction de la grandeur de la charge impartie aux différentes gouttes d'encre;
un support d'impression (16) sur lequel sont formées des images en fonction de la charge impartie aux gouttes d'encre déviées;
un chariot (19) sur lequel sont montées ladite buse, ladite électrode de charge et, à rotation autour de l'axe de ladite buse (11) et de ladite électrode de charge (13), ledit élément annulaire (21) entourant lesdites électrodes de déviation (14, 15), et des moyens d'entcaînement (20) permettant d'entraîner ledit chariot (19) relativement audit support d'impression (26),
des moyens d'actionnement permettant de modifier l'inclinaison desdites électrodes de déviation (14, 15),
caractérisée en ce que lesdits moyens d'actionnement comportent un transducteur électromécanique (27, 28), un châssis (24) et des moyens permettant de coupler ledit transducteur électromécanique audit élément annulaire.
2. Imprimante à projection d'encre selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élément annulaire (21) comporte deux languettes (21 a, 21 b) et des moyens reliant lesdites languettes audit transducteur électromécanique (27, 28) de manière à entraîner ledit élément annulaire (21) d'une première à une deuxième position.
3. Imprimante à projection d'encre selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit transducteur électromécanique comporte deux solénoïdes (27, 28).
4. Imprimante à projection d'encre selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que lesdites languettes (21a, 21b) s'étendent radialement depuis ledit élément annulaire (21).
EP80104356A 1979-09-17 1980-07-24 Imprimante à projection d'encre comportant un dispositif de commande d'inclinaison d'image Expired EP0025492B1 (fr)

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