DE2142639A1

DE2142639A1 - Druckvorrichtung

Info

Publication number: DE2142639A1
Application number: DE19712142639
Authority: DE
Inventors: Anthony David Cambridge Paton (Großbritannien)
Original assignee: Cambridge Consultants Ltd
Current assignee: Cambridge Consultants Ltd
Priority date: 1970-08-26
Filing date: 1971-08-25
Publication date: 1972-03-02
Also published as: FR2106111A5; CA955643A; DE2142639C2; BE771808A; NL7111593A; CH533015A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 8O. MAUERK1RCHERSTR. 48

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Dr. Berg Dipl.-lnQ. Stopf, 8 MSndmi 80, Moufkircharttrofl« 45 · Ihr Zeichen Ihr Schreiben

Uns« Zeich««

Datum

Cambridge Consultants Limited, Bar Hill, Cambridge, England

Druckvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Druck von Zeichen bzw. Mustern, welche insbesondere dazu geeignet ist, während einer Relativbewegung zwischen der

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Vorrichtung und der zu bedruckenden Fläche aufeinanderfolgende Reihen von nahe beieinander angeordneten Tröpfchenj welche sich quer zur Richtung der Relativbewegung erstrecken, durch Niederschlag bzw. Auftrag auf die zu bedruckende Fläche zu drucken.

Es wurde bereits eine Aufzeichnungseinrichtung zum Drucken von Video- oder Faksimilebildern vorge schlagen, bei welcher Schreibflüssigkeit unter erheblichem Druck einer Reihe von Düsen zugeführt wird und dadurch parallele Strahlen ausgebildet werden, welche auf die zu bedruckende Fläche gerichtet sind. Unter dem aufgebrachten Druck neigen die Strahlen dazu, sieh in Tröpfchenströme zu zerlegen, und diese Neigung wird noch dadurch gefördert, daß in regelmäßigen Abständen Enderungen im Strahlquerschnitt erzeugt werden. Für jeden Strahl ist an der Stelle der Tröpfchenbildung eine Aufladungselektrode angeordnet, welche die in dem Strahl geformten Tröpfchen gleichmäßig auf die Spannung der Aufladungselektrode im Moment der Tröpfchenbildung auflädt.

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Die aufgeladenen Tröpfchen laufen dann durch ein elektrostatisches Ablenkfeld und fallen auf Auffangeinrichtungen, während sich die ungeladenen Tröpfchen, welche ebenso hindurchlaufen, auf der Druckfläche ablagern.

Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung geschaffen werden, welche die Grundprinzipien dieses bereits vorgeschlagenen Aufzeichnungsgerätes verwendet, welche aber zum Aufdrucken von Zeichen bzw. Mustern, z.B. auf eine Gewebebahn oder Papier, geeignet ist. Die Vorrichtung soll sich auch zur Anwendung der vorgenannten Prinzipien für das Drucken von einer Vielzahl und von mehrfarbigen Zeichen bzw. Mustern eignen. Die Vorrichtung zum Drucken von Zeichen bzw. Mustern gemäß Erfindung ist in breitem Umfang von Muster- und Zeicheninformationen auf einer Fläche anwendbar.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung für den Druck von Zeichen bzw. Mustern während einer Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der

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Druckfläche mittels Ablagerung von kleinen Tröpfchen einer Druckflüssigkeit in aufeinanderfolgenden Reihen von nahe beieinander angeordneten Tröpfchen, welche sich quer zur Richtung der Relativbewegung erstrecken.. Die Vorrichtung weist eine Reihe von Druckdüsen quer zur Richtung der Relativbewegung auf, von denen jede einen Düsenmund und eine Druckflüssigkeits-Zuführeinrichtung für die Zufuhr der Flüssigkeit zum Düsenmund unter Druck zur Ausbildung eines auf die Druckfläche in der Vorrichtung gerichteten Strahls von Druckflüssigkeit aufweist. Die Vorrichtung weist ferner Einrichtungen auf, welche in regelmäßigen Abständen befindliche Querschnittsänderungen des Strahls zur Förderung der Tröpfchenbildung schaffen. Es sind Aufladungselektroden vorgesehen, welche neben der Stelle des Strahlwegs angeordnet sind, an welcher die Tröpfchenablösung stattfindet, um die in dem Strahlweg geformten Töpfchen aufzuladen. Ferner sind Ablenkeinrichtungen für die Tröpfchen vorgesehen, um ein im wesentlichen konstantes elektrisches Feld zu schaffen, durch welches die im

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Strahlweg gebildeten Tröpfchen hindurchlaufen, wodurch die elektrisch aufgeladenen Tröpfchen in einem vox\ ihrer jeweiligen Aufladung abhängenden Ausmaß abgelenkt werden. Schließlich ist noch eine Auffangeinriohtung zum Auffangen der im Strahlweg gebildeten nicht aufgeladenen Tröpfchen vorgesehen. Die Vor richtung ist dadurch gekennzeichnet, daß Signalers^ugungseinrichtungen vorgesehen sind, v/elche ein periodisches i'pannungssignal zum Anlegen an die Aufladungselektroden schaffen, dessen Perioden eine ausreichende Zeitdauer besitzen, um die Bildung einer Vielzahl von Tröpfchen in jedem Strahlweg zu erfassen. Die Vorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Einrichtung vorgesehen ist, durch Vielehe die Signalspannung mit vorbestimmten •pannungspegeln während jeder Periode der Signalspannung an die Aufladungselektroden wenigstens einiger der Druckdüsen anlegbar ist, wodurch in dem Strahlweg jeder dieser Druckdüsen gebildete Tröpfchen aufgeladen werden. Die Vorrichtung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeladenen Tröpfchen von jeder Druckdüse dadurch auf der Druckfläche

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in der Länge eines Zeilenabschnitts abgelagert werden, und die Zeilenabschnitte der Druckdüse werden somit zusammen von einer Reihe von Tröpfchengebildet , Vielehe sich quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der Druckfläche erstreckt.

Bei einer für den Mehrfarbendruck geeigneten Ausführungsform der Erfindung ist eine Mehrzahl von Reihen von Druckdüsen vorgesehen, welche quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der Druckfläche angeordnet sind. Entsprechende Düsen in jeder Reihe bilden längs der Richtung der Relativbewegung angeordnete Düsen-Gruppen. Die Düsen jeder Gruppe sind auf die gleiche Stelle der Druckfläche gerichtet. Die elektrische Einrichtung arbeitet so, daß sie die Signalspannung während jeder Periode von ihr mit vorbestimmten Spannungspegeln an eine Elektrodeneinrichtung jeder Gruppe von Druckdüsen anlegt, sodaß die .aufgeladenen Tröpfchen jeder Gruppe von Druckdüsen längs einem Zeilenabschnitt abgelagert wer-

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den, wobei die Zeilenabschnitte der Gruppen von Druckdüsen zusammen somit von einer Reihe von Tröpfchen gebildet werden, welche sich quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der Druckfläche erstreckt.

Vorzugsweise ist ferner ein Zeichen- bzw. Musterinformationsspeicher vorgesehen, in welchem die Zeichen- bzw. Musterinformation digital kodiert gespeichert ist, wobei jeder Punkt eines Zeichens oder Musters durch ein Wort mit mehreren Bits dargestellt wird. V'eiter ist ein Pufferspeicher vorgesehen, in Vielehen Zeichen- bzw. Musterinformationen von dem Digitalspeicher eingegeben sind, sowie eine Einrichtung zur übertragung von in den Pufferspeicher eingegebener Informationen in eine Dekodiereinrichtung. Ferner sind an jede Aufladungselektrode angeschlossene Treiberschaltungen vorgesehen, welche von den Dekodiereinrichtungen gespeist werden und durch welche nach Speisung von der Dekodiereinrichtung die periodische Spannung an eine Aufladungselektrodeneinrichtung in jeder Gruppe von Druckdüsen anschaltbar ist, wodurch, wenn jede

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Reihe von Druckdüsen mit einer Druckfarbe verschiedener Farbe gespeist wird, die Farbe jedes Tropfens von auf der Druckfläche abgelagerter Druckflüssigkeit derjenigen Farbe entspricht, welche mit dem Wort mit mehreren Bits, welches die Ablagerung des Tropfens hervorrief, zugeordnet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung an Fand von Ausfüh rungsbeispielen näher erläutert, wozu auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht von wichtigen Teilen einer Vorrichtung zum Drucken von Zeichen bzw. Mustern gemäß Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2.

Fig. 4a und 4b zeigen Draufsichten auf die Ebenen

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IVa-IVa bzw. IVb-IVb von Pig.3.

Pig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung nach anderen Figuren.

Fig. 6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der elektronischen Steuerschaltung der Vorrichtung.

Fig. 7 zeigt eine Spannungswellenform, welche den Aufladungswert der Tröpfchen von Druckflüssigkeit bestimmt₅ welche in der Vorrichtung gebildet werden.

Fig. 8 zeigt eine Einzelheit der Schaltung von Fig. 6.

Fig. 9 zeigt eine Funktionstabelle für den Betrieb eines Teils der Schaltung von Fig. 6.

Die Fig. 1 bis 5 der Zeichnungen zeigen eine Vorrichtung 10 zum Drucken von Zeichen bzw. Mustern,-mit welcher ein Flächenmaterial, vorzugsweise ein Gewebe oder ein Stoff 12 mehrfarbig bedruckt werden

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kann, welcher sich relativ zur Vorrichtung 10 in der durch den Pfeil 14 angegebenen Richtung bewegt.

Die Vorrichtung 10 eignet sich dazu, die zu bedrukkende Fläche 12 eines Stoffes oder Gewebes zu bedrucken, indem auf dieser während der Bewegung der Oberfläche 12 von einer Vorratsrolle l6 durch die Vorrichtung 10 zu einer Druckfarbentrocknungseinrichtung 18 kleine Tröpfchen von Druckflüssigkeit in aufeinanderfolgenden Reihen von eng benachbarten Tröpfchen, welche sich quer zur Bewegungsrichtung der Oberfläche 12 erstrecken, abgelagert werden. Dazu sind in der Vorrichtung acht Reihen von zwanzig Druckdüsen vorgesehen, Vielehe in ihrer Gesamtheit mit 22 bezeichnet sind. Jede Reihe er streckt sich quer zur Bewegungsrichtung der zu bedruckenden Oberfläche 12. Die Reihen von Druckdüsen sind an einem Tragrahmen 2*1 befestigt, welcher ein oberes quer angeordnetes Jochteil 26, dazwischen quer angeordnete Tragteile 28 und untere quer angeordnete Tragteile 30 aufweist. Das Teil 26 und die Teile 28 und 30 sind an Seitenteilen (nicht ge-

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zeigt) der Rahmenkonstruktion an gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung befestigt. Entsprechende Druckdüsen 22 in jeder Reihe 20 bilden eine Gruppe 21, welche längs der Richtung der Bewegung der zu bedruckenden Fläche angeordnet ist. Die Druckdüsen jeder Gruppe sind auf die gleiche Stelle der zu bedruckenden Fläche gerichtet und bilden eine bogenförmig angeordnete Anordnung.

Jede Druckdüse 22 weist einen Düsenabschnitt 32 auf, welcher mit eineir. Verteilungskopf 3'I verbunden ist, welchletzterer alle Düsenabschnitte 32 einer Reihe 20 mit einer unter erheblichem Druck stehenden flüssigen Druckfarbe speist. Die acht Verteilungsköpfe 34 weisen jeweils acht verschieden gefärbte flüssige Druckfarben auf. Die Düsenabschnitte 32 jeder Reihe werden von einem Gehäuse 36 getragen, an dessen Oberseite-der Verteilungskopf 3^ der Reihe sitzt. Paare von Gehäusen 36 sind an quer angeordneten Teilen 38 angebracht, welche mittels piezoelektrischer Schwinger ^iO von bekannter Ausführung von dem Jochteil 26 der Rahmenkonstruktion 2*J getragen werden.

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Durch Speisung der piezoelektrischen Kristalle mit elektrischer Energie werden Schwingungen auf die Düsenabschnitte 32 übertragen, wobei die Schwingungsamplitude hauptsächlich in Längsrichtung der Düsenabschnitte vorhanden ist, und dadurch werden Schwingungen in den Querschnitten der Strahlen von den Düsenabschnitten hervorgerufen, welche in regulären Abständen entlang der Längserstreckung der Strahlen in Intervallen vorhanden sind, welche von der Schwingungsfrequenz abhängig sind. Die in den Strahlquerschnitten hervorgerufenen änderungen regen die Zerlegung der Strahlen in Tröpfchen an.

Die Abmessungen aller Düsenabschnitte sind ebenso wie der Flüssigkeitsdruck in den Verteilerköpfen 34 im wesentlichen gleich, sodaß die Geschwindigkeit der Strahlen im wesentlichen dieselbe ist. Wenn die Schwingungsfrequenz aller Schwinger kO ebenso die gleiche ist, ist auch die Anzahl von Tropfen im Strahlweg zwischen jedem Düsenabschnitt und der zu bedruckenden Fläche im wesentlichen die

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gleiche, was für alle Düsenabschnitte gilt. Vorteilhaft beträgt der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Tropfen etwa das Zweieinviertelfache des Tropfendurchmessers.

Durch Veränderung des Drucks in den Düsenköpfen kann die Geschwindigkeit der gebildeten Tröpfchen und deshalb der Zwischenraum zwischen den gebildeten Tröpfchen in jeder Reihe von Strahlwegen gesteuert werden, sodaß die Zahl von Tröpfchen zwischen jeder Düsenreihe und der Drucklinie bzw. -zeile gleichgemacht werden kann.

Jede Druckdüse 22 weist ferner eine Aufladungselektrode 42 mit rohrförmiger Gestalt auf, durch welche der Flüssigkeitsstrahl von dem zugehörigen Düsenabschnitt 32 hindurchtritt. Die Elektrode 42 ist entlang dem aus der Düse austretenden Strahl bei der Stelle der Tröpfchenbildung angeordnet. Die Aufladungselektrode wirkt zusammen mit dem Flüssigkeitsstrahl und dem zugehörigen Düsenabschnitt, welcher geerdet ist als ein Kondensator,

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welcher, wie nachfolgend genauer beschrieben, auf eine Vielzahl verschiedener Potentiale aufgeladen werden kann. Die Aufladungselektroden jeder in Längsrichtung angeordneten Gruppe von Druckdüsen 22 sind zwischen zwei Platten 44 rr.it gedruckten Schal tungen angeordnet, welche von den Teilen 23 und 38 getragen werden. Jede Aufladungselektrode der Gruppe ist mit dem gleichen Ende von einer der Platten 44 mittels einer leitenden Schiene 46 verbunden. Es sind vier derartige Schienen auf jeder Seite der Platte 44 ausgebildet, welche mit Eingängen 45 verbunden sind. Wie nachfolgend näher beschrieben, wird eine periodische Spannung bei jedem von einer Anzahl verschiedener Spannungspegel auf eine der acht Auf- · ladungselektroden 42 jeder Druckdüsengruppe geführt, sodaß die Elektrode, welche dadurch aufgeladen ist, das Tröpfchen gleichmäßig auflädt, welches sich zu diesem Zeitpunkt von dem Flüssigkeitsstrahl ablöst.

Stromabwärts von der Aufladungselektrode 42 im Strahlweg von jedem Düsenabschnitt 32 weist jede Druckdüse 22 ein Paar sich längs erstreckender paralleler Plat-

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ten ^JI7 auf, welche auf den Querteilen 28 und 30 der Rahmenkonstruktion angebracht sind. Die parallelen Platten 47 bilden Ablenkelektroden für aufgeladene Tröpfchen, welche zwischen ihnen hindurchlaufen. Die Potcntialdifferenz zwischen den Platten 47 liefert ein im wesentlichen konstantes elektrostatisches Feld, sodaß die Ablenkung der aufgeladenen Tröpfchen, welche zwischen den Platten hindurchlaufen, einen von der Größe der Aufladung der Tröpfchen abhängenden Wert annimmt.

Jede Druckdüse 22 weist ferner eine Tropfchenauffangeinrichtiinr 48 auf, welche auf dem zugehörigen Teil 30 montiert ist und eine Rinne 50 bildet, welche so angeordnet ist, daß sie ungeladene Tröpfchen in dem jeweiligen Düsenstrahlweg auffängt. Die von der Einrichtung 4 8 gesammelten Tröpfchen werden einer Pumpe (nicht gezeigt) zugeführt, welche die so gesammelte Druckflüssigkeit wieder zurückführt.

Die Düsen 32 können zweckmäßig von einem hypodermischen Rohr mit einem Durchmesser von z.E. 150 Mikron

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sein, wobei der Durchmesser der mit ihnen gebildeten Tröpfchen 3OQ Mikron beträgt. Eine vorteilhaft zu verwendende Strahlgeschwindigkeit beträgt 12m/sec, und der Strahl wird mit 20 000 Hz/sec. in Schwingungen versetzt. Wenn das niedergeschlagene Muster oder Zeichen z.B. einen Meter breit ist, der Mittelpunktsabstand zwischen zwei benachbarten Tröpfchen durchschnittlich 500 Mikron beträgt, womit man zweitausend Druckpunkte über die Breite der zu bedruckenden Oberfläche 12 des Stoffes erhält. Die Transportgeschwindigkeit der zu bedruckenden Fläche beträgt lm/sec, und somit sind 4 Millionen Tröpfchenstellen pro Quadratmeter vorhanden. Die Beziehung zwischen dem Tröpfchendurchmesser und dem Mittelpunktabstand benachbarter abgelagerter Tröpfchen ist so gewählt, daß der gesamte zu bedruckende Bereich überdeckt ist.

Mit jeder Druckdüse können einige oder alle Tropfen in einem Linienabschnitt 52 mit zehn Tropfen (d.h. 5mm) Länge abgelagert werden, sodaß dementsprechend 200 Druckdüsengruppen 21 pro Meter Breite der Vorrichtung vorgesehen sind.

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Der Durchmesser der Düsenabschnitte kann viel geringer als die genannten 150 Mikron sein. Dann könnte die Reihe 20 eine größere Anzahl von Druckdüsen aufweisen.

V'eren der zeitlichen Verzögerung zwischen der Ablagerung aufeinanderfolgender Tropfen würden, wenn die Ablenkungselektroden ¹17 längs der Bewegungsrichtung der zu bedruckenden Oberfläche 12 angeordnet sind, die abgelagerten Linienabschnitte 52 von Tröpfchen wegen der Bewegung der Oberfläche 12 nicht kolinear sein, sondern würden um einen kleinen Winkel von der Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Oberfläche 12 abweichen. Dieser Winkel beträgt:

tan _, wobei η = die Zahl von jeder Misenn

abschnittgruppa 21 in jedem Linienabschnitt 52 abgelagerten Tröpfchen ist.

':!enn angenommen wird, daß die Zahl η -ζ ,Β, 10 beträgt.

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2 0 a 8 I 0 / i 3 i a BAD ORDINAL

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dann ist der Winkel 5° 47 Γ

Un die Linienabschnitte 52 von Tröpfchen bei ihrer Ablagerung kolinear zu rächen, werden die Tröpfchen einer Aufeinanderfolge von zehn Tröpfchen, Vielehe jeweils einen Linienabschnitt bilden, quer zur Bewegungsrichtung der zu bedruckenden Fläche 15 und vorwärts vor. dieser abgelenkt. Dazu, sind, vie dies schematisch in ?i~. 5 gezeigt ist, die Ablenkplatten •17 um einen Winkel von 5° '17' zur Bewegungsrichtung der Oberfläche 12 geneigt. In Fig. 5 ist ein Modul oder Baustein von 20 Düsengruppen 21 gezeigt. Die Linien 54 stellen die Mittellinien der Düsenabschnittreihen 20 dar. Eis ist leicht einzusehen, daß wenn die Düsenabschnitte jeder Düsenabschnittgruppe 21 auf eine gemeinsame Stelle auf der Drucklinie 55 auf der Oberfläche 12 gerichtet sind, diejenigen Düsen jeder Gruppe, Vielehe rechts von der Drucklinie (entsprechend Fig. 5) angeordnet sind, zunehmendgegen die Vertikalebene in einem Sinn geneigt sind, wenn der Abstand der Düsenabschnitte von der Drucklinie zunimmt j während die Düsenabschnitte jeder

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O ι öl O/ !J U

BAD ORIGINAL

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Gruppe, welche links von der Orucklinie angeordnet sind, zur Vertikalebene zunehmend im entgegengesetzten Sinn geneigt sind, wenn ihr Abstand von der Drucklinie zunimmt. Dies bedeutet, daß die Ablenkelektroden ^7 in wünschenswerter V/eise geringfügig von ihrer ebenen Ausbildung abweichen bzw. ver dreht sind.

Aus Fig. 3 ist leicht erkennbar, daß ungeladene Tröpfchen, z.B. iir. Strahlweg von der Düse 32 in der Zeichnung rechts,geradeweg durch die Auffangrinne 50 auf ihrem jeweiligen V.'eg verlaufen. Hinsichtlich der Vie ge von den übrigen Düsenabschnitten 32 ist der Effekt dargestellt, daß Tröpfchen in Polgen von 10 Tröpfchenladungen erteilt werden, die in gleichförmigen Schritten zunehmen. Es ist leicht einzusehen, daß die Tröpfchen jeder Folge entsprechend der Ladung, welche sie führen, abgelenkt werden, und daß die Ladungen auf den Tröpfchen und der Potentialgradient des elektrischen Feldes zwischen den Platten 47 so sind, daß die Folgen von Tröpfchen in Linienabschnitten von 10 Tröpfchen abgelagert werden, von welchen je-

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der wegen der Neigung der Platten 47 zur Bewegungsrichtung der zu bedruckenden Fläche in aneinanderstoßender Beziehung auf der zu bedruckenden Fläche liegen. Die Linienabschnitte bilden somit eine fortlaufende Drucklinie. Da acht Düsenabschnitte in jeder Gruppe 21 von Düsenabschnitten vorhanden sind und da von den acht in jeder Gruppe 21 von Düsen gleichzeitig erzeugten Tröpfchen nur ein einziges Tröpfchen abgelagert wird, werden 7/8 der Druckfarbe von den Rinnen 50 zurückgeführt.

Es ist hervorzuheben, daß die Rinnen 50 etwa in der Mitte der Strecke zwischen der zu bedruckenden Oberfläche 12 und der Mittelhöhe der Platten 47 angeordnet sind. Dadurch können die Folgen von aufgeladenen Tröpfchen mit jeweils zehn Tröpfchen zwischen den vorstehenden Teilen der aufeinanderfolgenden Rinnen (siehe Fig. 4a) hindurchlaufen. Die Ablenkkräfte, welche erzeugt werden, um ein Auffangen einer Folge von zehn Tröpfchen durch die Rinnen 50 zu verhindern, sind von solcher Größe, daß der Mittelpunkt eines Linienabschnitts 50 vertikal zum Bündelungs-

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punkt der DiJsenabschnitte der benachbarten Gruppe 21 von Düsen liegt.

Wenn das Potential aufeinanderfolgender Platten 47 Mull ist, sind die Spannungsfelder zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von Platten 47 entgegengerichtet. Damit die Ablenkung der Tröpfchen in der richtigen Richtung erfolgt, sind die an die Aufladungselektroden 42 benachbarter Gruppen angelegten Spannungen von gleicher Größe aber entgegengesetztem Vorzeichen.

"achfolgend wird auf die Figuren 6 bis 9 Bezug genommen. Ein Signalgenerator 60 erzeugt eine Spannungswellenform 62, wie in Fig. 7 gezeigt, welche gewöhnlich als Treppenfunktion bezeichnet wird, und ferner eine ähnliche Spannungswellenform (nicht gezeigt), welche (in Bezug auf die Zeitachse) spiegelbildlich zur Wellenform 62 liegt. Die Spannungswellenform 62 und ihr Spiegelbild können an die Aufladungselektroden jeweils aufeinanderfolgender Gruppen 21 von Düsenabschnitten angelegt werden.In Fig. 6 ist die elektronische Steuerschaltung ge-

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zeigt, mittels welcher die Spannungswellenform 62 und ihre spiegelbildliche Wellenform bei jedem Spannungspegel in jeder ihrer Perioden zu den zugehörigen Aufladungselektroden 42 jeweils benachbarter Gruppen 21 von Düsen zugeführt werden, sodaß ein Druckflüssigkeitstropfen einer für das zu druckende Muster erforderlichen Farbe von jeder Gruppe von Düsenabschnitten ausgewählt wird und an der entsprechenden Stelle auf der Oberfläche 12 niedergeschlagen wird, indem er auf den entsprechenden vorherrschenden Spannungspegel der Wellenform ο oder ihrer spiegelbildlichen Wellenform aufgeladen wird.

Es soll angenommen werden, daß die Informationsdaten für das Muster Zeile für Zeile in digitaler Form mittels bekannter Techniken in einer Speichereinrichtung, z.B. einem Magnetband oder einem Magnetplattenspeicher, gespeichert sind. Für eine Zeile von Daten mit m Punkten ist die Ordnung, in welcher die Daten gespeichert werden, nicht die natürliche Ordnung(d.h. Tropfen 1, Tropfen 2 usw., ....«Tropfen m), da jede Gruppe 21 von Düsenabschnitten

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zum Drucken eines Zeilenabschnitts einer Druckzeile dient, wobei dieser Zeilenabschnitt mehrere Tropfen umfaßt. Die Informationsdaten des Musters sind demzufolge in folgender Reihenfolge gespeichert :

2, (2+n), (2+2n), (2+3n),

3, (3+n), (3+2n), (3+3n)₃
i\,

!! Il U II II

It II II II . 11

ir ti it ti Ii

n, (n+n) (n+2n) (n+3n)

dabei bedeuten:

η = die Zahl von auf der zu bedruckenden Oberfläche in einem Zeilenabschnitt durch jede Gruppe 21 von Düsenabschnitten abgelagerten Tröpfchen

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x s die Anzahl von Düsengruppen der Vorrichtung und

m = nx

Es ist leicht einzusehen, daß die erste Zeile der obigen Datenmatrix die ersten Tropfen beschreibt, welche von jeder Gruppe 21 von Düsenabschnitten abgelagert werden. Somit lagert die erste Gruppe von Düsenabschnitten die Tropfen l,(l+n), (l+2n) usw. ab, während die zweite Zeile der Matrix die zweiten durch jede Gruppe von Düsenabschnitten abgelagerten Tropfen beschreibt, usw.bis zur n.Zeile, welche den letzten Tropfen in jedem Druckzeilenabschnitt beschreibt, welcher durch die Gruppe 21 von Düsenabschnitten abgelagert wird.

Die die einzelnen Tropfen betreffenden Daten sind Wörter mit drei Bits und werden von Datenleitungen 64 in einen ersten Pufferspeicher 66 mit einer Reihe von bistabilen,schnellen,selbsthaltenden 3-Bit-Schaltungen 68 übertragen, wobei die Anzahl von

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Schaltungen 68 der Anzahl von Gruppen 21 von Düsenabschnitten entspricht. Die 3~Bit-Wörter jeder Leistung der Datenmatrix werden somit aueinanderfolgend in die jeweiligen Schaltungen 68 des Pufferspeichers mittels Taktimpulsen eingegeben, welche auf mit den Schaltungen 68 verbundenen jeweiligen Taktleitungen 70 geführt werden. Die am Ausgang der jeweiligenSehaltungen 68 kurz nach den Taktimpulsen erscheinenden Daten werden weitergeleitet.

Wenn die Taktimpulse auf den Taktleitungen 70 eine vollständige Zeile von Informationen der DatQnmatrix in die Schaltungen 68 übertragen haben, werden bistabile Selbsthalteschaltungen 72 eines zweiten Pufferspeichers 7¹* mittels Taktimpulsen angesteuert, welche auf der Taktleitung 76 geführt werden. Die 3-Bit-Wörter, welche die gesamte Datenmatrixzeile bilden, werden somit gleichzeitig parallel in die Schaltungen 72 eingegeben. Die Schaltungen 68 werden dann erneut mit Informationen mittels Taktimpulsen auf den Taktleitungen 70, und zwar mit 3-Bit-Wörtern, welche die nächste Zeile der Datenmatrix bilden, aufgefüllt.

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Die Daten am Ausgang der Schaltungen 72 werden auf 3-8-Zeilen-Dekoder 78 geführt, wobei die 8-Zeilen-. Ausgänge jedes dieser Dekoder 78 an entsprechende Treiberschaltungen 80 angeschlossen sind, welche wiederum die Aufladungselektroden U2 einer Gruppe 21 von Düsenabschnitten speisen. Wie aus der Punktionstabelle von Pig. 9 ersichtlich, erscheint das 3-Bit-Wort, welches Bits A, B und C aufweist, am Eingang irgendeines der 3~in-8-Zeilen-Dekoder in acht möglichen Formen, und abhängig von dieser Form wird es dem Dekoder dargeboten, sodaß eine seiner Ausgangsleitungen 1 bis 8 erregt wird. Dadurch führt die entsprechende Treiberschaltung 80 die vorherrschende Spannung der Treppenfunktion 62 oder ihrer spiegelbildlichen Punktion auf die Aufladungselektrode i|2, welche von dieser Treiberschaltung gespeist wird. Dementsprechend wird ein Tropfen mit entsprechender Farbe in jeder Gruppe 21 von Düsenabschnitten ausgewählt und auf der zu bedrukkenden Oberfläche abgelagert» Dieser Vorgang wird eine Anzahl von Malen gleich der Zahl von in dem Zeilenabschnitt der Druckzeile durch jede Gruppe

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von Düsenabschnitten abzulagernden Tröpfchen wiederholt, worauf das Drucken einer Zeile beendet ist und das Drucken der nächsten Zeile beginnt.

Die Treiberschaltung 80 weist eine Leitung 82 auf, auf welche die Treppenspannung geführt wird. Die Ausgangsleitung des 3-in-8-Zeilen-Dekoders ist mit der Basiselektrode eines npn-Transistors 8¹I verbunden, dessen Emitterelektrode geerdet ist und dessen Kollektorelektrode mittels Widerständen 86 und 88 mit der Leitung 82 verbunden ist. Die Verbindungsstelle der Widerstände 86 und 88 ist an die Basiselektrode eines pnp-Transistors 90 angeschlossen, dessen Emitterelektrode an die Leitung 82 angeschaltet ist, während die Kollektorelektrode mittels eines Widerstands 92 an Erde und ebenso an einen Aus gangs ans chluß 9¹J angeschlossen ist. Wenn die Ausgangsleitung des 3-in-8-Zeilen-Dekoders, an welchen die Basiselektrode des Transistors 84 angeschlossen ist, erregt wird, wird der Transistor 84 leitend und läßt eine ausreichende Emitter-Basis-Spannung am Transistor 90 entstehen, um diesen

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Transistor -leitend zu machen. Die Treppenspannungsfunktion, welche auf der Leitung 82 vorhanden ist, wenn der Transistor 90 leitend ist, erscheint dann zwischen der Ausgangsklemme 94 und Erde, wobei der Ausgangsanschluß an die Aufladungselektrode 42 angeschlossen ist.

Selbstverständlich ist die Treiberschaltung von Fig. 8 auf jene Treiberschaltungen 80 anwendbar, welche die Wellenform 62 mit Treppenfunktion auf die Aufladungselektrode 42 abwechselnder Gruppen von Düsenabschnitten führen. Eine im wesentlichen ähnliche Bauart einer Treiberschaltung ist erforderlich, um die spiegelbildliche Treppenspannungsfunktion 62 auf die Aufladungselektroden 42 der übrigen Gruppen von Düsenabschnitten zu führen.

Anstelle von Treppenfunktionsspannungen können auch Rampenfunktionsspannungen verwendet werden, d.h. periodische Spannungen, bei denen während jeder Periode von ihnen eine lineare Zunahme oder Abnahme der Spannung auftritt. Die Treppenfunktion bietet jedoch im Vergleich mit der Rampenfunktion

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den Vorteil, daß die einem bestimmten Tropfen zugeführte Ladung die gleiche ist, unabhängig davon, daß sich der genaue Abtrennungszeitpunkt eines Tropfens innerhalb enger Grenzen verschiebt.

Die Erfindung wurde in Bezug auf eine Druckvorrichtung für Stoffe oder Gewebe beschrieben. Sie ist natürlich auch auf andere Ausbildungsformen von Druckvorrichtungen, z.B. eine Druckvorrichtung zum Bedrucken von Papier geeignet.

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Claims

Patentansprüche:

QJ) Vorrichtung für den Druck von Zeichen bzw. Mustern während einer Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und einer zu bedruckenden Fläche mittels Ablagerung von kleinen Tröpfchen einer Druckflüssigkeit in aufeinanderfolgenden Reihen oder Zeilen von nahe beieinander angeordneten Tröpfchen, welche sich quer zur Richtung der Relativbewegung erstrecken, mit einer Reihe von Druckdüsen, welche quer zur Richtung der Relativbewegung angeordnet sind, von denen jede einen Düsenabschnitt und eine Druekflüssigkeits-Zuführ-Einrichtung für; die Zufuhr der Flüssigkeit zum Düsenabschnitt unter Druck zur Ausbildung eines auf die zu bedruckende Fläche in der Vorrichtung gerichteten Strahls von Druckflüssigkeit aufweist, mit Einrichtungen, welche in regelmäßigen Abständen befindliche Querschnxttsänderungen des Strahls zur Förderung der Tröpfchenbildung schaffen, mit Aufladungselektroden, welche neben der Stelle des Strahlwegs angeordnet sind, an welcher die Tröpfchenablösung stattfindet, um die in dem Strahlweg geformten Tröpfchen aufzuladen, mit

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Ablenkeinrichtungen für die Tröpfchen, um ein im wesentlichen konstantes elektrisches Feld zu schaffen, durch welches die im Strahlweg gebildeten Tröpfchen durchlaufen, wodurch die elektrisch aufgeladenen Tröpfchen in einem von ihrer jeweiligen Aufladung abhängigen Ausmaß abgelenkt werden, und mit einer Auffangeinrichtung zum Auffangen der im Strahlweg gebildeten nicht aufgeladenen Tröpfchen, dadurch gekennzeichnet, daß Signalerzeugungseinrichtungen vorgesehen sind, welche ein periodisches Spannungssignal zum Anlegen an die Aufladungselektroden schaffen, dessen Perioden eine ausreichende Zeitdauer besitzen, um die Bildung einer Vielzahl von Tröpfchen in jedem Strahlweg zu erfassen, daß eine elektrische Einrichtung vorgesehen ist, durch welche die Signalspannung mit vorbestimmten Spannungspegeln während jeder Periode der Signalspannung an die Aufladungselektroden wenigstens einiger der Druckdüsen anlegbar ist, wodurch in dem Strahlweg jeder dieser Druckdüsen gebildete Tröpfchen aufgeladen werden, und daß die aufgeladenen Tröpfchen

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von jeder Druckdüse dadurch auf der zu bedruckenden Fläche in der Länge eines Zeilenabschnitts abgelagert werden, wobei die Zeilenabschnitte der Druckdüsen somit zusammen von einer Reihe von Tröpfchen gebildet werden, welche sich quer zur Richtung der Relativbewegung der Vorrichtung und der zu bedruckenden Fläche erstreckt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtungen so ausgebildet sind, daß sie die Anlegung einer periodischen Spannung an die Aufladungselektroden erlauben, wobei Perioden der Spannung jeweils entsprechende Spannungen mit zunehmenden oder abnehmenden Wert und einer Dauer aufweisen, welche ausreicht, um die Bildung einer Vielzahl von Tröpfchen in jedem Strahlweg zu erfassen, und daß die elektrischen Einrichtungen so arbeiten, daß sie die Signalspannung bei vorbestimmten Spannungspegeln während jeder Periode an die Aufladungselektroden wenigstens einiger der Druckdüsen anlegen.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Spannung eine Treppenfunktion ist.
H, Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeit-Zuführeinrichtung gemeinsam für die Düsenabschnitte aller Druckdüsen vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator so ausgebildet ist, daß er eine für die Zuführung zu den Aufladungselektroden verfügbare periodische Spannung schafft, deren Periodendauer zur Erfassung der Bildung mehrerer Tröpfchen in jedem Strahlweg ausreichend ist,
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Reihen von Druckdüsen vorgesehen ist, welche quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der zu bedruckenden Fläche angeordnet

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sind, daß entsprechende Düsen in jeder Reihe längs der Richtung der Relativbewegung angeordnete Düsengruppen bilden, daß die Düsen in jeder Gruppe auf die gleiche Stelle der zu bedruckenden Fläche gerichtet sind, daß die elektrische Einrichtung so arbeitet, daß sie die Signalspannung vzährend jeder Periode der Signalspannung mit vorbestimmten Spannungspegeln an eine Elektrodeneinrichtung jeder Gruppe von Druckdüsen anlegt, sodaß die aufgeladenen Tröpfchen jeder Gruppe von Druckdüsen längs einem Zeilenabschnitt abgelagert werden, wobei die Zeilenabschnitte der Gruppen von Druekdüsen zusammen somit von einer Reihe von Tröpfchen gebildet werden, welche sieh quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der zu bedruckenden Fläche erstreckt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in jeder Gruppe in einer kreisbogenförmigen Anordnung in Bezug auf die Lage des zugehörigen Zeilenabschnitts auf der zu bedruckenden Fläche angeordnet sind, wodurch die Länge des

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Wegs der Drucktröpfchen für jede Düse einer Gruppe im wesentlichen konstant ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jede Reihe bildenden Druckdüsen so angeordnet sind, daß sie von der gleichen Quelle mit Druckflüssigkeit gespeist werden, sodaß die Druckflüssigkeitszuführungen zu den verschiedenen Reihen für verschiedene Farben vorgesehen sein können.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Einrichtungen zur Anlegung der Signalspannung an die Aufladungselektroden der Druckdüsen so ausgebildet sind, daß bei jedem vorbestimmten Spannungspegel während einer Periode der Signalspannung die Signalspannung an die Aufladungselektroden einer der Druckdüsen in jeder Längsgruppe von Düsen anlegbar ist, wodurch auf dem dieser Düse zugeordneten Zeilenabschnitt ein ausgewählter Tropfen von Druckflüssig-

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keit abgelagert wird.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenauffangeinrichtungen für benachbarte Düsenabschnitte einer Reihe in einer solchen Höhe und so wechselseitig im Abstand zueinander angeordnet sind, daß sie den Durchtritt aller aufgeladenen Tröpfchen von einem der Düsenabschnitte zwischen sich erlauben.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeichenoder Musterinformationsspeicher vorgesehen ist, in welchem Zeichen- oder Musterinformationen in digital kodierter Form gespeichert sind, daß eine Pufferspeichereinrichtung vorgesehen ist, in welche Zeichen- oder Musterinformationen von dem Digitalspeicher eingegeben werden, daß eine Einrichtung zum übertragen von in den Pufferspeicher eingegebenen Informationen in Dekodiereinrichtungen vorgesehen ist und daß Treiberschaltungen jeweils mit

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einer Aufladungselektrode verbunden sind und von den Dekodiereinrichtungen gespeist sind und so ausgebildet sind, daß,wenn sie von den Dekodiereinrichtungen gespeist werden, sie die periodische Spannung auf die Aufladungselektrode führen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- . zeichnet, daß die Vorrichtung mehrere Reihen von Druckdüsen aufweist, daß ferner ein Zeichen- bzw. Musterinformationsspeicher vorgesehen ist, in welchen die Zeichen- bzw. Musterinformationen digital kodiert gespeichert sind, wobei jeder Punkt eines Zeichens oder Musters durch ein Wort mit mehreren Bits dargestellt wird, daß ein Pufferspeicher vorgesehen ist, in welchen Zeichen- bzw. Musterinformationen von dem Digitalspeicher eingegeben sind, daß eine Einrichtung zur übertragung in den Pufferspeicher eingegebener Informationen in eine Dekodiereinrichtung vorgesehen ist, daß an jede Aufladungselektrode angeschlossene Treiberschaltungen vorgesehen sind, welche von den Dekodiereinrichtungen gespeist werden und durch welche

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nach Speisung von der Dekodiereinrichtung die periodische Spannung an eine Aufladungselektrode in jeder Gruppe von Druckdüsen anschaltbar ist, wodurch, wenn jede Reihe von Druckdüsen mit einer Druckfarbe unterschiedlicher Farbe gespeist wird, die Farbe jedes Tropfens von auf der zu bedruckenden Fläche abgelagerter Druckflüssigkeit derjenigen Farbe entspricht, welche dem Wort mit mehreren Bits, welche die Ablagerung des Tropfens hervorrief, zugeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Betrieb die Spannungsfelder zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von Tropfenablenkeinrichtungen im entgegengesetzten Sinn wirken und daß die Signalerzeugungseinrichtungen so ausgebildet sind, daß sie eine erste periodische Spannung an den Aufladungselektroden von abwechselnden quer angeordneten Druckdüsen zu erhalten erlauben und welche ferner so ausgebildet ist, daß sie es erlaubt, an den Aufladungselektroden der übrigen Druckdüsen eine zweite periodische

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Spannung zu erhalten, welche eine spiegelbildliche Punktion in Bezug auf die Zeit zur ersten periodischen Spannung ist.

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