FR2705279A1 - Voltage generator for electric charges on the drops emitted in a multi-nozzle ink-jet printer - Google Patents
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Abstract
Description
GENERATEUR DE TENSIONS DE CHARGES
ELECTRIQUES DES GOUTTES EMISES DANS UNE IMPRIMANTE
A JET D'ENCRE MULTIBUSE
L'invention concerne un générateur de tensions de charges électriques des gouttes émises dans un dispositif de projection de plusieurs jets d'un liquide électriquement conducteur, tel que de l'encre, fractionnés de façon périodique.LOAD VOLTAGE GENERATOR
ELECTRICAL DROPS EMITTED IN A PRINTER
MULTIBUSH INK JET
The invention relates to a generator of electric charge voltages of the drops emitted in a device for projecting several jets of an electrically conductive liquid, such as ink, periodically fractionated.
Dans une imprimante multibuse à jet d'encre fractionné de façon périodique en mode trame selon le schéma de la figure 1, chaque buse 1 dlun réservoir d'encre 2 sous pression émet un jet d'encre 3 qui est fractionné en gouttes 4. Avant le fractionnement, ces gouttes sont chargées ensuite électriquement à l'aide d'un champ électrique régnant entre le jet 3, qui est au potentiel de la masse, et deux électrodes de charge 5 et 6. Les gouttes chargées 7 sont défléchies par le champ électrique régnant entre deux électrodes de déflexion 8 ou 9; elles atteignent ainsi un support 12 à imprimer, en fonction des motifs à imprimer. Les gouttes non chargées 10, et donc non défléchies, sont récupérées dans une gouttière 11 pour être envoyées vers un circuit d'alimentation en encre de l'imprimante (non représenté).In a multi-nozzle inkjet printer periodically split in frame mode according to the diagram in FIG. 1, each nozzle 1 of an ink tank 2 under pressure emits an ink jet 3 which is split into drops 4. Before the fractionation, these drops are then electrically charged using an electric field prevailing between the jet 3, which is at ground potential, and two charge electrodes 5 and 6. The charged drops 7 are deflected by the field electric prevailing between two deflection electrodes 8 or 9; they thus reach a support 12 to be printed, depending on the patterns to be printed. The uncharged, and therefore not deflected, drops are collected in a gutter 11 to be sent to an ink supply circuit of the printer (not shown).
Un dispositif de commande de la charge des gouttes comprend, par exemple, comme le montre la figure 2 - un générateur 15 de séquences d'informations binaires
"tensions de charge de gouttes qui détermine les
séquences de tensions dans le cadre d'une définition
de l'imprimante et d'une chronologie d'impression des
impacts en fonction du graphisme à réaliser sur le
support 12. Ce générateur transmet les informations
binaires sur un bus de communication de données,
commun à tous les jets d'encre, qui est connecté à n
générateurs de tensions de charges électriques
référencés G1, G2...Gn dans le cas de n jets d'encre.A device for controlling the charge of the drops comprises, for example, as shown in FIG. 2 - a generator 15 of sequences of binary information
"drop charge voltages which determines the
tension sequences as part of a definition
of the printer and a printing chronology of
impacts depending on the graphics to be produced on the
support 12. This generator transmits information
binary on a data communication bus,
common to all ink jets, which is connected to n
electric charge voltage generators
referenced G1, G2 ... Gn in the case of n ink jets.
Chaque générateur de charges électriques comprend - un premier registre binaire B qui capte l'information
relative au jet d'encre lors de son passage dans le
bus de communication de données; - un deuxième registre binaire C qui présente cette
information au moment opportun pour que chaque goutte
se charge correctement; - un convertisseur numérique-analogique D qui transforme
l'information binaire en une valeur analogique telle
qu'une tension; - un amplificateur E qui amplifie la valeur analogique
de la tension délivrée par le convertisseur; - une électrode de charge F, correspondant au couple
d'électrodes 5 et 6 de la figure 1, à laquelle est
appliquée la tensiqn électrique et qui permet de créer
un champ électrique et donc une densité de charge sur
la goutte de liquide au moment de sa formation.Each electric charge generator includes - a first binary register B which captures the information
relating to the inkjet during its passage in the
data communication bus; - a second binary register C which presents this
timely information so that every drop
charges properly; - a digital-analog converter D which transforms
binary information into an analog value such
that a tension; - an amplifier E which amplifies the analog value
the voltage delivered by the converter; - a charging electrode F, corresponding to the torque
of electrodes 5 and 6 of FIG. 1, to which is
applied the electrical voltage and which creates
an electric field and therefore a charge density on
the drop of liquid at the time of its formation.
Ces gouttes qui traversent chacun des espaces interélectrodes proviennent d'un jet d'encre pulsé par un signal de stimulation et l'on comprend que l'application des tensions de charges électriques doit être synchronisée avec ce signal de stimulation du jet d'encre associé.These drops which pass through each of the inter-electrode spaces come from an ink jet pulsed by a stimulation signal and it is understood that the application of the electrical charge voltages must be synchronized with this stimulation signal from the associated ink jet. .
Le dispositif de commande de la charge des gouttes qui vient d'être décrit succinctement en relation avec la figure 2 présente deux inconvénients majeurs - l'un est de nécessiter un très grand nombre de
composants électroniques car il y a un groupe de
circuits électroniques de commande par jet d'encre, - l'autre, résultant du premier, est de nécessiter des
conducteurs haute tension entre les électrodes de
charge et les générateurs de tensions qui ont de
grande longueur car ces derniers ne peuvent pas être
placés à proximité des électrodes eu égard à leur
nombre et donc leur encombrement.The device for controlling the charge of the drops which has just been described succinctly in relation to FIG. 2 has two major drawbacks - one is that it requires a very large number of
electronic components because there is a group of
electronic inkjet control circuits, - the other, resulting from the first, is to require
high voltage conductors between the electrodes of
load and voltage generators which have
great length because these cannot be
placed near the electrodes with regard to their
number and therefore their size.
Un but de la présente invention est donc de réaliser un générateur de tensions électriques de charges électriques des gouttes dans une imprimante multibuse dont le nombre de composants électroniques et l'encombrement sont réduits.An object of the present invention is therefore to produce a generator of electric voltages for electric charges of the drops in a multi-nozzle printer, the number of electronic components and the size being reduced.
Un autre but de la présente invention est de disposer un tel générateur à proximité des électrodes de charge, ce qui permet d'avoir des connexions courtes pour les conducteurs véhiculant les hautes tensions de charge.Another object of the present invention is to have such a generator near the charging electrodes, which makes it possible to have short connections for the conductors carrying the high charging voltages.
L'invention concerne donc un générateur de tension de charges électriques des gouttes émises dans une imprimante à jet d'encre à n buses qui comprend - un dispositif de projection simultanée de n jets d'un
liquide électriquement conducteur fractionnés en
gouttes élémentaires à une fréquence commune Fg, - un générateur de séquences d'informations binaires qui
délivre à la fréquence n.Fg la valeur numérique de la
tension de charge Vd de chacune des gouttes émises par
les n buses, - n électrodes de charge traversées chacune par les
gouttes en formation du jet d'encre associé et
auxquelles sont appliquées les tensions Vd par
1 1intermédiaire d'amplificateurs de commande, - n électrodes de déflexion disposées en aval des
électrodes de charge et auxquelles est appliquée une
tension de déflexion, et - un dispositif de récupération des gouttes non
défléchies, caractérisé en ce que ledit générateur de tensions de charges électriques comprend - un convertisseur numérique-analogique dont les bornes
d'entrées sont connectées audit générateur de séquence
d'informations binaires et qui fournit sur sa borne de
sortie, pour chaque valeur numérique d'entrée, une
valeur analogique de sortie représentative de la
tension de charge Vd, et - un dispositif de mémoires analogiques multiplexées
dont l'entrée est connectée à la sortie du
convertisseur numérique-analogique et qui fournit pour
chaque électrode la tension de charge Vd.The invention therefore relates to a voltage generator for electric charges of the drops emitted in an ink jet printer with n nozzles which comprises - a device for simultaneously projecting n jets of a
electrically conductive liquid divided into
elementary drops at a common frequency Fg, - a generator of binary information sequences which
delivers at the frequency n.Fg the numerical value of the
charging voltage Vd of each of the drops emitted by
the n nozzles, - n charge electrodes each crossed by the
drops forming the associated inkjet and
to which the voltages Vd are applied by
1 1 via control amplifiers, - n deflection electrodes placed downstream of the
charge electrodes and to which a
deflection tension, and - a device for collecting drops not
deflected, characterized in that said generator of electrical charge voltages comprises - a digital-analog converter whose terminals
of inputs are connected to said sequence generator
of binary information and which provides on its terminal of
output, for each digital input value, one
analog output value representative of the
charging voltage Vd, and - a multiplexed analog memory device
whose input is connected to the output of the
digital to analog converter and that provides for
each electrode the charging voltage Vd.
Selon l'invention, le dispositif de mémoires analogiques multiplexées comprend - un circuit de démultiplexage dont la borne d'entrée
reçoit la tension Vd et qui comporte 2.n bornes de
sortie, - n couples de condensateurs, un couple par jet d'encre,
dont une première armature est au potentiel de la
masse et dont la seconde armature est connectée à une
des 2.n bornes de sortie du circuit de démultiplexage;
et - n circuits de multiplexage, un par jet d'encre, chaque
circuit de multiplexage comportant une borne de sortie
connectée à l'entrée de l'amplificateur de commande de
l'électrode de charge et deux bornes d'entrée,
connectées chacune aux secondes armatures du couple de
condensateurs mémoires.According to the invention, the multiplexed analog memory device comprises - a demultiplexing circuit whose input terminal
receives the voltage Vd and which comprises 2.n terminals of
output, - n couples of capacitors, one couple per inkjet,
whose first frame is at the potential of the
ground and whose second armature is connected to a
2.n output terminals of the demultiplexing circuit;
and - n multiplexing circuits, one per inkjet, each
multiplexing circuit comprising an output terminal
connected to the input of the control amplifier
the charging electrode and two input terminals,
each connected to the second armatures of the torque of
memory capacitors.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels - la figure 1 est un schéma montrant le principe de
fonctionnement d'une imprimante à jet d'encre continu, - la figure 2 est un schéma fonctionnel montrant les
différents circuits électroniques de commande d'une
imprimante multibuse du type de la figure 1, selon
l'art antérieur, - la figure 3 est une schéma fonctionnel du générateur
des tensions de charge des gouttes d'encre selon
l'invention, - la figure 4 est un schéma électronique détaillant le
circuit d'élaboration des tensions de charge, et - la figure 5 est un schéma électronique détaillant le
dispositif de mémoires multiplexées selon l'invention.Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the following description of a particular embodiment, said description being made in relation to the accompanying drawings in which - FIG. 1 is a diagram showing the principle of
operation of a continuous inkjet printer, - Figure 2 is a block diagram showing the
different electronic control circuits of a
multi-nozzle printer of the type of FIG. 1, according to
the prior art, - Figure 3 is a block diagram of the generator
charge voltages of ink drops according to
the invention, - Figure 4 is an electronic diagram detailing the
load voltage development circuit, and - Figure 5 is an electronic diagram detailing the
multiplexed memory device according to the invention.
Dans les figures, les éléments identiques sont désignés par les mêmes références. Par ailleurs, les figures 1 et 2 auxquelles référence a été faite dans le préambule ne seront pas décrites à nouveau mais font partie intégrante de la description de l'invention. En outre, les indices utilisés pour les références indiquent le rang du jet d'encre concerné pour huit jets d'encre J1 à
J8. C'est ainsi que les électrodes de charge sont désignées par F1 à Fg, tandis que les amplificateurs des tensions de charge sont désignés par E1 à E8.In the figures, identical elements are designated by the same references. Furthermore, Figures 1 and 2 to which reference has been made in the preamble will not be described again but are an integral part of the description of the invention. In addition, the indices used for the references indicate the rank of the ink jet concerned for eight ink jets J1 to
D8. This is how the charge electrodes are designated by F1 to Fg, while the charge voltage amplifiers are designated by E1 to E8.
Le générateur selon l'invention des tensions à appliquer aux électrodes de charge F1 à F8 par l'intermédiaire, respectivement, des amplificateurs E1 à E8 est désigné par la référence 16 (figure 3). Ce générateur comprend un convertisseur numérique-analogique 17 (en abrégé CNA) dont les bornes d'entrée 18 reçoivent successivement des nombres binaires élaborés par le générateur 15 de séquences d'informations binaires, chaque nombre binaire représentant une valeur de la tension à appliquer à une électrode de charge F1 à F8. Le signal de sortie de ce convertisseur 17 est une grandeur analogique, par exemple un courant Is (figure 4), qui apparaît sur la borne de sortie 19 et est appliqué à un amplificateur opérationnel 20 (en abrégé AOP) dont la résistance de contre-réaction est référencée R. Cet amplificateur opérationnel fournit successivement la tension Vd qui doit être appliquée à l'une des huit électrodes de charge.The generator according to the invention of the voltages to be applied to the charging electrodes F1 to F8 via, respectively, the amplifiers E1 to E8 is designated by the reference 16 (FIG. 3). This generator comprises a digital-analog converter 17 (abbreviated as DAC), the input terminals 18 of which successively receive binary numbers produced by the generator 15 of binary information sequences, each binary number representing a value of the voltage to be applied to a charging electrode F1 to F8. The output signal from this converter 17 is an analog quantity, for example a current Is (FIG. 4), which appears on the output terminal 19 and is applied to an operational amplifier 20 (abbreviated as AOP) whose counter resistance reaction is referenced R. This operational amplifier successively supplies the voltage Vd which must be applied to one of the eight charge electrodes.
L'aiguillage de cette tension Vd vers l'électrode à laquelle elle est destinée est effectué par un dispositif 21 de mémoires multiplexées dont les huit bornes de sortie M1 à M8 sont connectées chacune respectivement aux amplificateurs E1 à E8.The switching of this voltage Vd to the electrode for which it is intended is carried out by a device 21 of multiplexed memories whose eight output terminals M1 to M8 are each connected respectively to the amplifiers E1 to E8.
Le dispositif 21 de mémoires multiplexées comprend (figure 5) à l'entrée un circuit de démultiplexage 22 qui reçoit successivement sur sa borne d'entrée 23 les tensions Vd et qui aiguillent ces dernières vers huit couples de mémoires analogiques.The device 21 of multiplexed memories comprises (FIG. 5) at the input a demultiplexing circuit 22 which receives successively on its input terminal 23 the voltages Vd and which switches these latter to eight pairs of analog memories.
Chaque mémoire est constituée par un condensateur C0,C1 dont une première armature est connectée au potentiel de la masse et dont la seconde armature est connectée à la borne d'entrée 23 lorsque l'aiguillage est mis en place.Each memory is constituted by a capacitor C0, C1, a first frame of which is connected to the ground potential and the second frame of which is connected to the input terminal 23 when the switch is put in place.
La position de l'aiguillage est déterminée par une adresse binaire fournie par le générateur de séquences 15 sur un réseau de conducteurs 24, au nombre de quatre dans le cas de huit jets d'encre.The position of the switch is determined by a binary address provided by the sequence generator 15 on a network of conductors 24, four in number in the case of eight ink jets.
Les secondes armatures des condensateurs C0,C1 d'un même couple sont connectées à un circuit de multiplexage
Mux1, MuxL...Muxg. Les circuits de multiplexage sont commandés par des signaux de synchronisation Sy1 à Syg qui sont fournis sur un réseau de huit conducteurs 25 à raison d'un conducteur par circuit de multiplexage. Ces signaux de synchronisation sont élaborés dans le générateur de séquences 15 à partir du signal de stimulation des jets d'encre sur un conducteur 26.The second armatures of capacitors C0, C1 of the same torque are connected to a multiplexing circuit
Mux1, MuxL ... Muxg. The multiplexing circuits are controlled by synchronization signals Sy1 to Syg which are supplied on a network of eight conductors 25 at the rate of one conductor per multiplexing circuit. These synchronization signals are produced in the sequence generator 15 from the ink jet stimulation signal on a conductor 26.
On comprend que si la fréquence du signal de stimulation des huit jets d'encre, c'est-à-dire la fréquence d'apparition des gouttes est Fg, alors la fréquence d'apparition des nombres binaires donnant Vd sera égale à n.Fg, soit 8.Fg dans le cas où n=8. La fréquence de modification des signaux de commande des circuits de démultiplexage sera égale à 8.Fg ou plus généralement n.Fg si n est le nombre de jets d'encre.It is understood that if the frequency of the stimulation signal of the eight ink jets, that is to say the frequency of appearance of the drops is Fg, then the frequency of appearance of the binary numbers giving Vd will be equal to n. Fg, i.e. 8.Fg in the case where n = 8. The frequency of modification of the control signals of the demultiplexing circuits will be equal to 8.Fg or more generally n.Fg if n is the number of ink jets.
La fréquence de commande des circuits de multiplexage reste liée à celle de la formation des gouttes, celle-ci permet l'alternance entre l'information provenant de deux condensateurs mémoires d'un même couple. Le signal de commande ne se répète qu'avec une période égale à deux fois la période de formation des gouttes, soit une fréquence de Fg/2. The frequency of control of the multiplexing circuits remains linked to that of the formation of the drops, this allows the alternation between the information coming from two memory capacitors of the same couple. The control signal is repeated only with a period equal to twice the period of drop formation, ie a frequency of Fg / 2.
Le fonctionnement du générateur de tensions électriques selon l'invention est alors le suivant : le générateur de séquences 15, convenablement programmé, fournit - une première succession de nombres binaires qui
représentent des tensions Vd sur le réseau de
conducteurs 18, - une deuxième succession de nombres binaires, sur le
réseau de conducteurs 24, qui indiquent la position de
l'aiguillage dans le circuit de multiplexage 22, et - un signal de synchronisation Sy1 à Sy8 sur les
conducteurs du réseau 25 pour commander l'application
de la tension Vd à l'électrode de charge.The operation of the generator of electrical voltages according to the invention is then as follows: the sequence generator 15, suitably programmed, provides - a first succession of binary numbers which
represent voltages Vd on the network of
conductors 18, - a second succession of binary numbers, on the
network of conductors 24, which indicate the position of
the switch in the multiplexing circuit 22, and - a synchronization signal Sy1 to Sy8 on the
network 25 conductors to control the application
of the voltage Vd at the charging electrode.
Au fur et à mesure de l'apparition des nombres binaires sur le réseau 18, l'amplificateur opérationnel 20 fournit des tensions Vd qui sont appliquées au dispositif 21. Chaque tension Vd est appliquée par le circuit de démultiplexage 22 à l'un des condensateurs C11, C01...Clg, C08 selon le nombre binaire apparaissant sur le réseau de conducteurs 24 et charge le condensateur. Cette charge constitue une mémoire analogique de la tension Vd, ce qui permet d'attendre l'apparition du signal de synchronisation Sy1 à Sy2 qui permet l'application de la tension Vd à l'électrode de charge.As the binary numbers appear on the network 18, the operational amplifier 20 supplies voltages Vd which are applied to the device 21. Each voltage Vd is applied by the demultiplexing circuit 22 to one of the capacitors C11, C01 ... Clg, C08 according to the binary number appearing on the network of conductors 24 and charges the capacitor. This load constitutes an analog memory of the voltage Vd, which makes it possible to wait for the appearance of the synchronization signal Sy1 to Sy2 which allows the application of the voltage Vd to the charging electrode.
La comparaison des nombres de composants électroniques qui sont nécessaires dans le générateur selon l'invention et dans le générateur de l'art antérieur (figure 2) montre qu'il faut un seul convertisseur numérique-analogique au lieu de huit dans la solution ancienne; par ailleurs, huit sorties binaires du générateur 15, un amplificateur opérationnel, un circuit de multiplexage, huit circuits de multiplexage et seize condensateurs au lieu de soixante-douze sorties binaires du générateur 15 et soixante-douze mémoires binaires (Registres B et C de la figure 2) dans la solution ancienne.The comparison of the numbers of electronic components which are necessary in the generator according to the invention and in the generator of the prior art (FIG. 2) shows that a single digital-analog converter is needed instead of eight in the old solution; in addition, eight binary outputs of generator 15, an operational amplifier, a multiplexing circuit, eight multiplexing circuits and sixteen capacitors instead of seventy-two binary outputs of generator 15 and seventy-two binary memories (Registers B and C of the figure 2) in the old solution.
Il en résulte donc une réduction importante des composants, ce qui permet de loger le générateur selon l'invention à proximité des électrodes de charge, ce qui évite de véhiculer des tensions élevées sur des conducteurs comme c'était le cas dans la solution ancienne.This therefore results in a significant reduction in the components, which makes it possible to accommodate the generator according to the invention near the charging electrodes, which avoids carrying high voltages on conductors as was the case in the old solution.
Corollairement, cette proximité conduit à permettre la réduction des charges en sortie des générateurs et les dimensions de ces derniers peuvent donc être réduites.As a corollary, this proximity leads to the reduction of the loads at the output of the generators and the dimensions of the latter can therefore be reduced.
Cette réduction du nombre de composants et des dimensions des générateurs permet de réaliser l'ensemble des composants du générateur 16 sous la forme d'un seul circuit intégré qui est disposé à proximité immédiate des électrodes de charge de sorte que les connexions galvaniques entre le générateur (16) et les électrodes de charge par l'intermédiaire des amplificateurs E1 à E8 sont courtes. This reduction in the number of components and in the dimensions of the generators makes it possible to produce all of the components of the generator 16 in the form of a single integrated circuit which is disposed in the immediate vicinity of the charge electrodes so that the galvanic connections between the generator (16) and the charge electrodes via the amplifiers E1 to E8 are short.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9305852A FR2705279B1 (en) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | Generator of electric charge voltages of drops emitted in a multi-nozzle inkjet printer. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR9305852A FR2705279B1 (en) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | Generator of electric charge voltages of drops emitted in a multi-nozzle inkjet printer. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2705279A1 true FR2705279A1 (en) | 1994-11-25 |
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ID=9447154
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| FR (1) | FR2705279B1 (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |