DE2249618A1

DE2249618A1 - Verfahren zur steuerung der ablagerung von tropfen einer fluessigkeit auf einer aufnahmeflaeche sowie die einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2249618A1
Application number: DE2249618A
Authority: DE
Inventors: Kenneth O King
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Mead Corp
Priority date: 1971-10-12
Filing date: 1972-10-10
Publication date: 1973-04-19
Also published as: US3739395A; JPS4847342A; JPS5818231B2; CA951364A; DE2249618C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft^ ein Verfahren zur Steuerung der Ablagerung von Tropfen einer Flüssigkeit auf einer Aufnahmefläche sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Wie in Druck- oder Beschichtungseinrichtungen, die z.B. in den US-Patentschriften Nr. 3,373,437 und Nr. 3,56.0, 641 beschrieben sind, ist eine Vielzahl von Tropfenerzeugern in einer Sammelleitung oder einem Kopf angeordnet, wobei diese Generatoren eine Schar bilden, die. sich quer über eine Aufnahmeflache erstreckt und Tropfeh von Tinte oder einer anderen Flüssigkeit gegen die Fläche ausstossen. Das System ist bei einer gemeinsamen vorgegebenen Frequenz derart erregt, damit alle Generatoren Tropfen gleicher Form mit gleicher Anzahl und in einer festen Beziehung zu der Erregerquelle erzeugen.

In derartigen Einrichtungen bewegen sich die

Tropfen gegen die Aufnahmefläche hin und werden wahlweise binär geladen und zwar entsprechend den Signalen eines Computers, eines Videoeinganges,eines Aufzeichnungsträgers oder dergleichen.

Die Tropfen, die ausgeschlossen oder aufgefangen werden sollen, werden elektrostatisch aufgeladen und dann be-

SK/wa ORIGINAL INSPECTED 5.10,72 -1-

20 455

wegen sie sich durch ein unveränderliches elektrostatisches Ablenkfeld, das sie aus ihrer anfänglichen Bewegungsbahn in Auffangs vorrichtungen auslenkt, weil die unaufgeladenen Tropfen abgelagert werden, da sie durch das Ablenkfeld unbeeinflusst sind und folgen daher ihren anfänglichen Bewegungsbahnen gegen die Aufnahmefläche hin.

In Druck- oder Beschichtungseinrichtungen, welche eine oder mehrere Schare von Tropfenerzeuger verwenden, wie sie durch die Patentschrift Nr. 3,560,6Hl offenbart sind, um eine volle Ueberdeckung der Bildfläche mit kleinen Tropfen zu erzielen, ist es vorgeschlagen worden, eine grössere Anzahl von Scharen von Tropfenerzeugern zu verwenden, die versetzt zueinander angeordnet sind und zwar derart, dass jeder Erzeuger auf die Lücke zwischen zwei anderen steht. Die Lenkung der Tropfen in derartigen Einrichtungen ist zwar binär (ein-aus), aber dennoch ist die erforderliche Ausführung kompliziert und zwar sowohl aus der mechanischen als auch aus der elektrischen Hinsicht. Falls ein Generator von Einzeltropfen verwendet werden sollte, um die Arbeitsweise von mehreren auszuführen, dann könnten wesentliche Vereinfachungen erzielt werden.

Nach der US-Patentschrift 3,298»030 wird eine Reihe von gleich ausgebildeten Tropfenerzeugernverwendet, wie sie in Fig. 3 dieser Patentschrift dargestellt sind. Die Tropfen jedes Erzeugers werden auf verschiedene Aufladeniveaus aufgeladen, die von der Ablenkung sowie von der Versetzung abhängig sind, die zur Ablagerung von Tropfen jedes der Generatoren auf verschiedene Stellen erforderlich sind. Dabei wird ein besonderes Aufladeniveau verwendet, um diejenigen Tropfen in eine Auffangvorrichtung abzulenken, die nicht abgelagert werden sollen. Alle Tropfenablenkungen, die sowohl zur Steuerung der Lage als auch

der Zurückweisung dienen, verlaufen einer geneinsamen Linie entlang und ergeben sich aus verschiedenen Aufladeniveaus;, die durch Aenderung der Spannung auf einer gemeinsamen Aufladeelektrode erzielt werden.

3 0 S θ 1 6 / 0 6 4' 8

In der US-Patentschrift Nr. 3,370,297 wird vorgeschlagen, ein zweites Ablenkfeld (magnetisch) im rechten Winkel zum ersten oder gewöhnlich gleichbleibenden Ablenkfeld anzuordnen. Der Zweck dieses zweiten Ablenkfeldes ist, alle aufgeladenen Tropfen ohne Rücksicht auf die Grosse ihrer Aufladung in eine Auffangvorrichtung zu lenken, falls kein Qewebe oder keine Aufnahmefläche vorliegt, die mit einem veränderlichen Muster aus dem Tropfenerzeuger bedruckt werden soll. Das zweite Ablenkfeld wird sich ändern entsprechend der veränderlichen Ladung auf jedean der einzelnen Tropfen und deswegen ist die Auffangvorrichtung als ein ziemlich breites Element ausgeführt, und die ganze Anordnung dient lediglich dem Zweck, die Ablagerung von Tropfen zu verhindern, falls keine Aufnahmefläche oder kein Papier vorliegt.

Diese Nachteile werden bei dem erfindungsgemässen Verfahren beseitigt, dass gekennzeichnet ist durch Erzeugung einer Folge von im wesentlichen'gleich grossen Tropfen, die in richtiger Phase sowie in Abständen zueinander gebracht und einer anfänglichen Bewegungsbahn entlang gegen die Aufnahmefläche gelenkt werden, Zwischenschaltung einer Aufladevorrichtung, die sich der anfänglichen Bewegungsbahn entlang erstreckt, um die Ablagerung aller sich der anfänglichen Bewegungsbahn entlang bewegenden Tropfen auf der Aufnahmefläche zu verhindern, wahlweise Aufladung bestimmter Tropfen nach Massgabe von Eingangsinformationen, welche den durch die Tropfen auf der Aufnahmefläche zu erzeugenden Muster bestimmen, Erzeugung eines ersten, an der anfänglichen Bewegungsbahn angrenzenden und sich über der Auffangs vorrichtung befindlichen elektrostatischen Ablenkfeldes, dessen Intensität regelmässig und in zeitlicher Uebereinstimmung mit der Bildung von Tropfen geändert wird, wobei die nacheinander aufgeladenen Tropfen um vorbestimmte und verschieden grosse Beträge aus der anfänglichen Bewegungsbahn abgelenkt werden, wodurch ein Muster aus Tropfenbahnen nacheinander folgender Tropfen gebildet wird und schliesslich gekennzeichnet durch Er-

3U0816/O.8A8

zeugung eineβ zweiten, quer zum ersten Feld liegenden elektrostatischen Ablenkfeldes, dass derart orientiert ist, dass die aufgeladenen Tropfen aus jeder der einzelnen, durch die Einwirkung des ersten Ablenkfeldes geänderten Bewegungsbahnen abgelenkt werden und zwar in einer Richtung» ti» der Auf fangs vorrichtung auszuweichen und dadurch ihren Flug gegen eine vorbestimmte Ablagestelle auf der Aufnahmeflache hin fortzusetzen. Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der beiliegenden Zeichnung zeigt die Fig. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer

Vielzahl von Scharen von tropfenerzeugenden Einhexten, die quer fiber ein bewegtes Gewebe angeordnet sind; Fig. 2 einen Querschnitt im Detail, der durch eine

Schar aus Fig. 1 geführt ist und der eine typische Ausführung der Einheit zur Tropfenerzeugung zeigt;

Fig. 3 eine Ansicht der Linie 3-3 in Fig. 2 entlang; Fig. 1 eine Ansicht ähnlich der Fig. 2, die jedoch eine

andere Ausführung der Erfindung zeigt und

Fig. 5 eine wesentlich vergrösserte Darstellung eines

Teiles des Musters der durch einen Tropfengenerator ausgebildet werden kann. Ein Aufnahmeglied, z.B. ein Gewebe oder Papier 10 wird von einer Walze 11 über einen Auflagetisch 12 und durch treibende Verklemmwalzen 13 zu einer Aufnahmewalze IH geführt. Die Klemmwalzen 13 sind kontinuierlich von einem Motor IS angetrieben.

Eine oder mehrere Scharen 18, von welchen jede eine Vielzahl von einzelnen Tropfenerzeugern 20 enthält (Fig. 2 und 3), sind über dem Tisch 12 parallel angeordnet, und jeder der Erzeuger ist derart ausgeführt, damit er einen Strom von einer Flüssigkeit ausstossen kann, welcher Strom in einzelne

309816/0648

Tropfen unterteilt ist. Falls ein Druckverfahren durchgeführt werden soll, ist die Flüssigkeit eine Tinte, die jeder tropfenerzeugenden Einheit 2 0 von einem Druckbehälter 21 zugeführt wird. Andere Flüssigkeiten können zur Beschichtung oder zur Markierung oder dergleichen verwendet werden. Die Tinte wird vom Tank 21 durch eine Ausgangsleitung 22 und einen Filter 23 sowie durch eine Sammelleitung 24 jeder der Schare 18 zugeführt. Ein Ultraschallvibrator 25 o.dgl. ist zwischen dem Vorratstank 21 an die Sammelleitung 21 angeschlossen (oder direkt an die Scharen angeschlossen), um ein gemeinsames Vibrieren der Tinte aufzuerlegen, die an alle Scharen 1-8 geliefert wird·

Jede der Scharen 18 ist mit.einem querliegenden Durchlass über einer Mündungsplatte.26 versehen, die zur Aufnahme der angetriebenen und unter Druck stehenden Tinte dient. , Die Tinte wird durch eine Vielzahl von kleinen Mündungen 28.getrieben (Fig. 2), um eine Vielzahl von feinen Strömen zu bilden. Die durch den Vibrator 25 verursachte Anregung bewirkt die Unterteilung aller ausgestossenen Tintenströme in gleichförmige und voneinander in Abständen angeordnete Tropfen 27, die auf parallelen Trajectorien gegen das bewegte Gewebe gerichtet sind.

Jede tropfenerzeugende Einheit 20 in den Scharen weist einen vertikalen Durchlass 30 auf, der sowohl mit der entsprechenden Mündung 28 als auch mit der Bewegungsbahn der ausgestossenen Tropfen ausgerichtet ist. Ein entsprechender Aufladering 32 befindet sich in einem Abstand unterhalb jeder der Mündung 28 und zwar an der Stelle der Abtrennung der Tropfen von dem Flüssigkextsfaden, der aus der Mündung austritt, und bringt wahlweise eine elektrostatische Ladung auf jeden der einzelnen Tropfen und zwar entsprechend den einzelnen, jedem der Aufladeringe zugeführten binären (ein-aüs) Aufladesignalen von einer Informationssteuervorrichtung, die später beschrieben wird.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Ablagerung der .nicht aufgeladenen Tropfen auf dem bewegten Gewebe verhindert, weil die,,wahlweise, aufgeladenen Tropfen in zwei

- 5 816^0 8

\ -r

orthogonalen Richtungen abgelenkt werden, bevor sie auf dem bewegten Gewebe abgelagert werden. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat jede der tropfenerzeugenden Einheiten 20 einen ersten Satz von Ablenkelektroden 31, welche parallel zu der Schar 18 verlaufen und zwar stromabwärts von dem Aufladering 32 und an gegenüberliegenden Seiten der Bewegungsbahn von Tropfen. Die Ablenkelektroden 3t erstrecken sich in der Bewegungsrichtung des Gewebes und das zwischen ihnen erzeugte Feld, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, lenkt aufgeladene Tropfen in der Richtung X quer über das Gewebe ab. Jede Schar 18 ist ■ ⁱ ebenfalls mit einem zweiten Satz von parallel angeordneten Ab-' lenkelektroden 36 versehen, die sich quer über die ganze Breite jeder Schar 20 erstrecken. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Durchlässe 30 mit Vorteil in seitlicher Richtung vergrössert an der Stelle 38, die unmittelbar unterhalb der ersten Ablenkelektroden 34 sowie im Bereich der zweiten Elektroden 36 liegt. Das Feldj das zwischen den zweiten Elektroden 36 erzeugt wird, erstreckt sich im wesentlichen dem Gewebe entlang oder in einer Y-Richtung.

Die Aufladeringe 32 laden nur jene Tropfen auf, die auf dem Gewebe 10 abgelagert werden sollen. Die nicht aufgeladenen Tropfen, z.B. der Tropfen 27* (Fig. 2), bewegen sich parallelen geradlinigen Bewegungsbahnen entlang durch den Durchlass 30 und in die zugehörige Auffangvorrichtung HO, die zwischen dem Gewebe und der entsprechenden Schar 18 angeordnet ist. Auf der anderen Seite wird jeder aufgeladene Tropfen durch die Einwirkung der Felde vom ersten und dem zweiten Paar von Ablenkelektroden in zwei Richtungen abgelenkt, und eine der Ablenkungen (durch das erste Paar) bewirkt bei den Tropfen, dass sie an der Auffangvorrichtung 10 vorbeigehen und zwar durch Ablenkung der Tropfen aus der Ebene, weiche durch ihre ursprüngliche parallele Bewegungsbahnen bestimmt ist.

Nach der. in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführung ist ein Zeriegungsgenerator 12 vorgesehen, der durch

300816/0848

eine Leitung **3 an die ersten Ablenkelektroden 34 angeschlossen ist und der ein gemeinsames, zyklisch veränderliches und zerlegendes Ablenkfeld in der Richtung X über die Laufbahn aller Tropfen erzeugt. Der Ausgang des Zerlegungsgenerators 42 ist ein Signal, das e nen stufenartigen oder treppenförmigen Verlauf aufweist. Wie durch die strahligen Linien in Fig. 3 gezeigt ist, kann ein abgelenkter Tropfen eine von mehreren Bewegungsbahnen an einer Seite seiner, ursprünglichen Bewegungsbahn und innerhalb einer Ebene einnehmen, die parallel zu der Auffangsvorrichtung liegt. Das durch die Plattenführung 30 erzeugte Ablenkfeld bewegt daher die Tropfen in seitlicher Richtung, es kann jedoch nicht ihren Abstieg direkt in die Auffangvorrichtung 40 bewirken .

Die zweiten Ablenkplatten 36 lenken die einzeln aufgeladenen Tropfen in einer zweiten oder lingitudinalen (Y) Richtung ab, was zur Folge hat, dass die Tropfen der Kante der Auf f angvorri dvtung ausweichen. Ein aufgeladener Tropfen, z.B. Tropfen 27 (Fig. 2), ist dadurch gezwungen, an der Auffangvorrichtung 40 vorbeizugehen, und er wird auf dem bewegten Gewebe 10 abgelagert, und zwar entsprechend der durch die ersten Ablenkplatten 34 bewirkten seitlichen Ablenkung. Nach einer vorteilhaften Ausführung wird von einer Quelle 44 durch eine Leitung 45 an die zweiten Ablenkplatten 36 ein Potential aufgelegt, und dieses erzeugt ein konstantes Ablenkfeld in der Richtung Y über die Laufbahn der aufgeladenen Tropfen, die bereits in der Richtung X abgelenkt worden sind und lagert siw auf dem bewegten Gewebe 10 ab.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Gruppensteuersystem 50 vorgesehen, derxorteilhafterweise einen elektronischen Computer enthält, zusammen mit einem Puffer und einen Speicher. Lr nimmt Eingangsdaten auf, welche das aufzuzeichnende Muster,den Text, das Bild o.dgl. bestimmen und erzeugt aus diesen binäre Aufladesignale. Das elektrische Kabel 33 verteilt dann diese Signale an jeden der Aufladeringe 32 durch Ausgangsverstärker 52

303616/0848

und Leitungen 54. Bei den Ausgängen aus dem Steuersystem 50 braucht lediglich die auf die Aufladeelektroden angelegte Spannung umgekehrt zu sein, um zu bestimmen, welche Tropfen abgelenkt werden sollen. Dies bestimmt auch, welche Tropfen in der Tat abgelagert werden, weil das Ablenkfeld in der Y-Richtung gleichbleibend ist und lediglich zwingt,die aufgeladenen Tropfen an der Aufladevorrichtung 40 vorbeizugehen. Falls ein Einzeltropfen nicht aufgeladen ist, wird er aufgefangen sein ohne Rücksicht auf die Ablenkfelder, die durch einen der Sätze von Ablenkplatten aufgebaut werden.

Das Steuersystem 50 bringt ebenfalls in Beziehung die Zerlegungssignale, die durch den Zerlegungsgenerator 42 erzeugt werden, die Erregerquelle 2 5 und die Bewegung des Gewebes, um die Lokalisierung der Tropfen auf dem bewegten Gewebe zu coordinieren. Eine geeignete Antriebssteuerung steuert die Geschwindigkeit der Gewebebewegung und das Steuersystem 50 bringt diese Antriebssteuerung entsprechend dem Erreger 2 5 in Gang, welcher Erreger den Zeitpunkt der Tropfenbildung (Frequenz und ihre Phasenbeziehung) bestimmt, aber auch entsprechend den zerlegenden Ablenkungssignalen, die durch den Zerlegungsgenerator 42 erzeugt werden. Da die durch das Feld zwischen den Elektroden 36 erzeugte Ablenkung konstant ist, ist die Lage der einzelnen Tropfen in der Richtung der Y-Coordinate durch die gleichbleibende Bewegung des Gewebes bestimmt.

Das Steuersystem 50 ist für die vorbestimmten

Coordinatenlage jedes auf dem Gewebe abzulagernden Tropfens massgebend. Die Tropfen aus jedem Erzeuger, da sie schrittweise aufgeladen werden, werden in benachbarte Bewegungsbahnen abgelenkt, wie sie durch das stufenweise anwachsende X-Ablenkfeld durchgehen. Dann werden sie noch einmal abgelenkt, um der Auffangvorrichtung auszuweichen, und zwar durch die Einwirkung des gleichbleibenden oder auch als Y bezeichneten Ablenkfeldesund die Bewegung des Gewebes wird die Lage derselben in dieser longitudinalen Richtung des dargestellten Bereiches bestimmen. Die Ge-

309816/0848

schwindigkeit des Gewebes ist eingestellt,"wodurch· querliegende Linien von abgelagerten Tropfen nacheinander in longitudinal angrenzenden Reihen abgelagert werden.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist

in Fig. 4 dargestellt und enthält eine Ablenkung für einen Teil des Musters sowohl in X- als auch in Y-Coordinatenrichtung von dem ersten und dem zweiten Ablenkfeld. Die grundsätzliche Ausgestaltung jedes Tropfenerzeugers ist die gleiche und deswegen werden die gleichen Bezugsziffern verwendet , sie werden jedoch mit kleinem Buchstaben "a" ergänzt. Wiederum werden lediglich jene Tropfen aufgeladen» die auf der Aufnahmefläche abgelagert werden sollen. Die aufgeladenen Tropfen bewegen sich durch ein zweites Ablenkfeld, das durch die Elektroden 3Ha erzeugt wird, wo sie einen stufenweise anwachsenden Ablenkpotential ausgesetzt sind, welches Potential von Zerlegungsgenerator 42a erzeugt wird. Zum Zwecke der Darstellung ist ein 5x5 TedTraster gezeigt_s und in Fig. 5 sind Tropfen in einen derartigen Teilraster abgelagert, der den Buchstaben ¹¹M" darstellt. Die Ausgestaltung des Teilrasters ist anwendbar bei den beiden Ausführungen, aber sie ist für die Ausführung nach Fig. 4 am besten geeignet.

Anstatt das gleichbleibende Ablenkpotential an die ersten Elektroden anzuschliessen, sind diese Elektroden 36a an einen weiteren Zerlegungsgenerator 44a angeschlossen, das an" einer subharmonischen Frequenz des Generators 42a arbeitet. Die Kurven, die in den Blöcken in Fig. 4 gezeigt sind, stellen dieses Prinzip dar. Für alle fünf Stufen im Ausgangssignal des Generators 42a gibt es einen Potential auf einem bestimmten Niveau bei dem Ausgang des Generators 44a$ dann für die nächsten fünf abgestuften Ausgänge des Generators 42a, der Ausgang des Generators 44a nimmt zum nächsten Niveau des Potential zu.

Falls es verlangt wird, das ganze Teilmuster mit abgelagerten Tropfen auszufüllen, werden alle 2 5 erzeugten Tropfen aufgeladen und zwar jeder auf das gleiche Aufladeniveau, und wenn dann die aufgeladenen Tropfen durch das veränderliche Feld

3098Ί S/0

sich bewegen, weichet Feld durch die Elektroden 3>»a erzeugt wird, werden die ersten fünf Tropfen in fünf benachbarte Bewegungsbahnen abgelenkt, welche die gleichen sind wie in Fig. 3 gezeigt ist. Jeder dieser fünf Tropfen wird sich durch die niedrigste Ordnung des Ablenkfeldes bewegen, das durch die Elektroden 36a erzeugt wird und befolgt dabei den ersten abgelenkten Bewegungsbahnen SOa in der Y-Richtung, um der Auffangvorrichtung tOa auszuweichen und um auf dem Gewebe 10a abgelagert zu sein. Die zweite Gruppe von fünf aufgeladenen Tropfen wird in gleicher Weise in der Y-Richtung abgelenkt, die Intensität des durch die Elektroden 36a erzeugten Ablenkfeldes ist nun jedoch um eine zusätzliche Stufe vergrössert und diese fünf Tropfen befolgen daher der Bewegungsbahn, die mit 50b bezeichnet ist. Dieses Vorgehen wird mehrmals wiederholt, um die aufgeladenen Tropfen sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung abzulenken und dadurch alle erforderlichen Stellen des Teilmusters zu überdecken.

Bei dieser Ausführungsform kann das Gewebe oder Aufnahmeglied 10a mit einer derartigen Geschwindigkeit bewegt werden, die wesentlich kleiner ist als die Frequenz der Y-Ablenkung, und dann hat die Bewegung des Gewebes keinen nennenswerten Einfluss auf die Stellen der Ablagerung von Tropfen in der Y-Richtung. Falls von einer derart niedrigen und gleichbleibenden Geschwindigkeit Gebrauch gemacht wird, dann wird das Gewebe seinerseits vom Steuersystem bei einer vorgegebenen und gleichbleibenden Geschwindigkeit gesteuert. Es ist auch möglich, das Gewebe 10a schrittweise zu bewegen, wobei jeder der Tropfenerzeuger das ihm zugehörigen Teilmuster bedeckt, und das Gewebe oder die Unterlage wird weiterbewegt bevor eine weitere Reihe des Teilsmusters bedeckt wird. Während dieser Zeit werden keine Tropfen aufgeladen und diese fallen daher in die Auffangvorrichtung. Es ist ersichtlich, dass diese Anordnung ohne weiteres als eine Liniendruckvorrichtung oder ähnlich verwendbar ist, wobei die Information für einzelne Buchstaben oder Symbole im Speicher des Computers eingespeichert wird, welcher Computer ein Bestand-

309316/0848

teil des Steuersystems darstellt und die Information kann nach dem einzelnen Teilmuster ausgewertet werden. Die schrittweise Bewegung des Gewebes oder des Aufnahmegliedes 10a kann ohne weiteres durch einen Schrittmotor oder ein numerisch gesteuertes Servosystem durchgeführt werden, falls auf die Genauigkeit der Zeilenabstände ein besonderer Wert gelegt Wird. ·

Bei der Ausführungsform, die im lnsammenhang mit der Fig. 4 dargestellt und beschrieben worden ist, kann es unerlässlich sein, nicht mehr als eineSchar von Tropfenerzeugern zu. verwenden, um jene Stellen des Teilsrasters zu bedecken, die sich über den Bildbereich auf dem Gewebe oder anderen Aufnahmegliedern befinden. Nach einer anderen Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, dass die Steuerung der abzulagernden Tropfen eine numerische binäre Steuerung ist₅ welche lediglich ein Aufladen (oder Nicht-Aufladen), der einzelnen Tropfen erfordert. Die stufenweise Aenderung des Ablenkfeldes oder der Ablenkfelder steht unter der Steuerung eines gemeinsamen Zerlegungsgenerators, und daher kann die Ablenkung der Tropfen in jedem Tropfenerzeuger ohne weiteres in Phase gehalten werden, aber auch in der gleichen Grössenordnüng von Amplituden. Dies ist ein Vorteil im bezug auf die Systeme, wo das Aufiadeniveau der einzelnen Tropfen geändert werden muss, um geeignete verschiedene Ablenkungen zu erzielen, weil die hier beschriebene Steuereinrichtung wesentlich einfacher ist. Da die zerlegenden Ablenkpotentiale für alle entsprechenden Sätze von Elektroden immer die gleichen sind, sind die verwendeten Schaltungskreise einfacher und ihre Ausgestaltung und ihr Unterhalt weniger aufwendig. Beide dargestellten Ausführungsformen zeigen die Tropfen, die zunächst durch ein zyklisch veränderliches elektrisches Querfeld und danach durch ein longitudinales Feld fallen, welches longitudinales Feld die Ausweichung der Tropfen der Auffangvorrichtung bewirkt. Es ist offensichtlich, dass diese Reihen folge umgekehrt werden könnte. ■ . ■

Zur vorliegenden Erfindung könnte man Zusammen-

- 11 -

303816/0848

fassend folgendes dagen. Sie betrifft eine verbesserte Druck- oder Bedeckungseinrichtung, in welcher Tropfen ausgenützt werden, und ferner betrifft diese Erfindung Vorrichtungen, die in der genannten Einrichtung Verwendung finden. Allgemein gesagt, die Steuervorrichtung, die hier beschrieben worden ist, lagert und ablenkt nur diejenigen Tropfen, die auf einer zu bedruckenden Fläche abgelagert werden sollen, wobei die unaufgeladenen Tropfen aufgefangen werden und dadurch wird ihre Ablagerung verhindert. Die aufgeladenen Tropfen werden in zwei orthogonale Richtungen abgelenkt, so dass sie an den Auffangvorrichtungen vorbeifallen und werden auf den vorbestimmten Stellen auf eine zu bedruckende Fläche abgelagert. Alle aufgeladenen Tropfen erhalten eine elektrostatische Ladung von gleicher Grosse, wodurch das System zur Auswahl der abzulagernden Tropfen ein binäres System ist, das ohne weiteres von einer digitalen Eingangsinformation gesteuert werden kann.

Nach den vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung enthält dieEinrichtung eine Vielzahl von Tropfenerzeugern, von welchen jeder eine Aufladeelektrode sowie einen ersten Satz von Ablenkelektroden aufweist, die ein Ablenkfeld erzeugen, im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Aufnahmegliedes stehen und unterhalb der Elektrode angeordnet sind, welche zur binären Aufladung von Tropfen verwendet wird. Diese Ablenkelektroden werden mit einem gemeinsamen, stufenweise verlaufenden und zyjklisch ver änderlichen Verlegungssignal gespeist, das mit der Tropfenerregung synchronisiert ist und dieses Feld bewirkt daher die Ablenkung der Tropfen in einer seitlichen Richtung quer über die Oberfläche in ein von mehreren Bewegungsbahnen.

Die Steuervorrichtung 1 für Tropfen enthält nach der vorliegenden Erfindung auch zweite Paare von Ablenkplatten, welche mit Vorteil unterhalb der ersten'Ablenkplatte angeordnet sind und welche ein Ablenkfeld in einer zweiten Richtung erzeugen, die sich quer zur Bewegungsbahn der bereits abgelenkten aufgeladenen Tropfen liegt. Dieses Feld lenkt die Tropfen in einer longitudinalen Richtung ab, um ihnen die Ausweichung von Auf-

- 12 -

309816/0848

fangvorrichtung sowie die Ablagerung auf der Druck- oder Aufnahmefläche entsprechend ihrer seitlichen Lage zu ermöglichen, wie durch das erste Feld bestimmt ist.

Nach der ersten Aufführungsform bringen die Steuerschaltungen die transversale Zerlegungssignale (welche die Lage in der seitlichen Richtung bestimmen) zu der Bewegung der die Tropfen aufnehmenden Oberfläche in Beziehung sowie den Zweigpunkt der Tropfenbildung (welcher die Lage in der longitudinalen Richtung bestimmt). Dies wandelt Eingangssignale (welche lediglich die Aufladung von Tropfen steuern) in ein Bild oder ein Zeichen auf der zu bedruckenden Oberfläche um. Nach dieser Ausführungsform ist die durch die zweiten Ablenkplatten bewirkte Ablenkung gleichbleibend und von der Zerlegung oder den Steuersignalen unabhängig. Das ändert lediglich die Bewegungsbahnen der aufgeladenen Tropfen in bezug auf jene Bewegungsbahn, welche durch das erste (veränderliche Ablenkfeld) bewirkt werden.

Nach der anderen Ausführungsform der Erfindung werden die zweiten Ablenkelektroden ebenfalls mit einem gemeinsamen, stufenweise verlaufenden und zyklisch veränderlichen Zerlegungssignal gespeist, das in Beziehung sowohl zu den auf die ersten Sätze von Elektroden angelegten Zerlegungssignale als auch zu den Zeitpunkten der Tropfenbildung gebracht wird, um verschiedene Ablenkungen von aufgeladenen Tr-pfen in longitudinaler Richtung zu erzielen. Infolgedessen können die Tropfen in jeder Anzahl von Muster oder Coordinaten abgelagert werden, welche für jeden Tropfenerzeuger durch das Zerlegungssignal bestimmt sind, Die Aufnahmefläche kann sich kontinuierlich bewegen und zwar mit einer Geschwindigkeit, die kleiner ist als bei der ersten Ausführungsform oder sie kann auch schrittweise bewegt werden. Falls dann jeder der Generatoren genug Tropfen zur Ausfüllung eines vollständigen Musters erzeugt, kann dann eine Abstandhaltung der Reihen erhalten werden. Jeder Erzeuger kann alphanumerische Zeichen bilden und zwar innerhalb eines Musters

• 13

und infolgedessen kann ein Druck mit hoher Geschwindigkeit ohne weiteres durchgeführt werden sowie der Druck von anderen graphischen Formen oder Zeichen.

Nach einer alternativen Ausführung können die zweiten Elektroden, die zur Erzeugung eines Feldes für eine longitudinale Ablenkung der Tropfen bestimmt sind, gemeinsam für alle Tropfenerzeuger sein, weil das zu erzeugende Feld ist ent* weder gleichbleibend in der ersten Ausführung oder gleichzeitig veränderlich für alle Generatoren nach der zweiten Ausführungsforra. -

3 Od 8107.014-8'

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung der Ablagerung von

Tropfen einer Flüssigkeit auf einer Aufnahmefläche, gekennzeichnet durch - --■

- Erzeugng einer Folge von im wesentlichen gleich grossen Tropfen, die in richtige Phase sowie in Abstände zueinander gebracht und einer anfänglichen Bewegungsbahn entlang gegen die Aufnahmefläche hin gelenkt werden,

- Zwischenschaltung einer Auffangvorrichtung, die sich der anfänglichen Bewegungsbahn entlang erstreckt, um die Ablagerung aller sich der anfänglichen Bewegungsbahn entlang bewegenden Tropfen auf der Aufnahmefläche zu verhindern,

- wahlweise Aufladung bestimmter Tropfen nach Mass gäbe von Eingangsinformationen, welche den durch die Tropfen auf der Aufnahmefläche zu erzeugenden Muster bestimmen,

- Erzeugung eines ersten, an der anfänglichen Bewegungsbahn angrenzenden und sich über der Auffangsvorrichtung befindlichen elektrostatischen Ablenkfeldes, dessen Intensität regelmässig und in zeitlicher Uebereinstimmung mit der Bildung von Tropfen geändert wird, wobei die nacheinander aufgeladenen Tropfen um vorbestimmte und verschieden grosse Beträge aus der anfänglichen Bewegungsbahn abgelenkt werden, wodurch ein Muster aus Tropfenbahnen nacheinander folgender Tropfen gebildet wird, und scKliesslich gekennzeichnet durch

- Erzeugung eines quer zum ersten Feld liegenden zweiten elektrostatischen Ablenkfeldes, das derart orientiert ist, dass die aufgeladenen Tropfen aus jeder der einzelnen, durch die Einwirkung des ersten Ablenkfeldes geänderten Bewegungsbahnen abgelenkt werden und zwar in einer Richtung, um der Auffangvorrichtung auszuweichen,

- 15 -

'.-309816/0848

und dadurch ihren Flug gegen eine vorbestimmte Ablagestelle auf der Aufnahmefläche hin fortzusetzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des zweiten Feldes geändert wird, um die aufgeladenen Tropfen um verschiedene Beträge von der Auffangvorrichtung weg abzulenken und dadurch einen zweidimensionalen Musterraster aus verschiedenen Bewegungsbahnen von Tropfen zu bilden.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Vielzahl von Tropfenerseugern,.die parallele Ströme von gleichförmigen Einzeltropfen erzeugen, wobei die Tropfen vorbestimmten Bewegungsbahnen entlang gegen eine Aufnahmefläche hin gelenkt werden, mit einer Erregervorrichtung, d,ie gleiche und vorbestinunte Abstände sowie gleiche Phase zwischen nachfolgenden Tropfen bewirken, mit einer Vorrichtung aur Abstützung der die Ebene der parallelen Bewegungsbahnen schneidenden Aufnahmefläche, und mit einzeln gesteuerten Aufladevorrichtungen für Tropfen, welche eine elektrostatische Ladung wahlweise auf jeden einzelnen Tropfen aufbringt, gekennzeichnet durch • eine Vorrichtung zur Erzeugung einer relativen Bewegung zwischen der genannten vorspringenden Vorrichtung und der Aufnahmefläche,

- eine Auffangvorrichtung zur Verhinderung der Ablagerung der nicht aufgeladenen Tropfen auf der Aufnahmefläche,

- erste Ablenkelektroden, die stromabwärts von der Aufladevorrichtung angeordnet und zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes zur Ablenkung der aufgeladenen Tropfen in einer ersten Richtung weg von der genannten Auffangvorrichtung bestimmt sind,

- zweite Ablenkelektroden, die stromabwärts von der Aufladevorrichtung angeordnet und zur Erzeugung eines weiteren elektrostatischen Feldes zur Ablenkung der aufgeladenen Tropfen quer zu der ersten Richtung bestimmt sind,

- eine Ablenkungssteuervorrichtung, die an die zweiten Ablenkelek-

-Ib-

309816/0848

troden angeschlossen und derart ausgeführt ist, unreine Vielzahl von voneinander unterschiedlichen Potentialen auf jeden Satz der zweiten Ablenkelektroden aufeinanderfolgend anzulegen, und da-, durch aufgeladene Tropfen jedes der Erzeuger auf mehrere verschiedene Stellen zu lenken und durch ^;

- eine Informations-Steuervorrichtung, die vorgegebene Eingangsdaten empfängt und dementsprechend die Aufladevorrichtung steuert um nur diejenigen Einzeltropfen aufzuladen, die abgelagert werden sollen, und die die Aufladevorrichtung mit der Ablenksteuervorrichtung synchronisiert, um eine genaue koordinatengerechte Lokalisierung der aufgeladenen Tropfen von jedem Tropfenerzeuger auf der Aufnahmefläche zu bestimmen.

4, Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- einen Tropfenerzeuger mit einer Vorrichtung zum Werfen von gleichförmigen und sich in Abständen voneinander befindlichen Tropfen der anfänglichen Bewegungsbahn entlang,

- ein Aufnahmeglied, welches derart angeordnet ist, um eine selektive Aufnahme von Tropfen zu ermöglichen,

- eine Auffangvorrichtung zur Beseitung aller Tropfen aus den anfänglichen Bewegungsbahnen sowie zur Verhinderung der Ablagerung derselben,

- eine Aufladevorrichtung, die derart angeordnet ist, um eine elektrostatische Ladung gleicher Grosse wahlweise an einzelne ' Tropfen anzubringen, '

-■ einen ersten Satz von Ablenkelektroden zur Erzeugung eines ersten Ablenkfeldes das aufgeladene Tropfen aus ihren anfänglichen Bewegungsbahnen in andere Bewegungsbahnen auslenkt, aus welchen die Tropfen einer Gerade entlang auf das Aufnahmeglied abgelagert werden, . '

- eine Vorrichtung, welche an den ersten Satz von Elektroden ange-

■;-■- %r i. -

η Λ dt « t» » η α t- η

schlossen ist, und welche eine zyklische Aenderung des Potentials zwischen den Elektroden mit einer derartigen Geschwindigkeit und Aenderung der Amplitude durchführt, die der Häufigkeit und dem Zeitpunkt der Tropfenerzeugung aber auch der Grosse der durch die Aufladevorrichtung aufgetragenen Ladung entspricht, wobei eine Folge von aufgeladenen Tropfen durch das erste Ablenkfeld in andere Bewegungsbahnen ausgelenkt und auf gesonderten und ausgerichteten Stellen auf dem Aufnahmeorgan abgelagert wird,

- einen zweiten Satz von Ablenkelektroden zur Erzeugng eines zweiten Ablenkfeldes, das aufgeladene Tropfen von der Auffangvorrichtung weg ablenkt, um die Ablagerung derselben auf dem Aufnahme-* glied zu ermöglichen,

- und schliesslich gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines vorbestimmten Potentialunterschiedes zwischen den Elektroden des zweiten Satzes.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung eines Potentialunterschiedes zwischen den Elektroden des zweiten Satzes eine Gleichspannungsquelle ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung eines Potentialunterschiedes zwischen den Elektroden des zweiten Satzes das Potential zyklisch mit einer Frequenz ändert, die eine zum eich ändernden Potential zwischen den Elektroden des ersten Satzes subharmonische Frequenz ist, wobei die Zeilen von abgelagerten Tropfen schrittweise zu verschiedenen Reihen in einer Submatrize verschoben werden.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet

durch eine Vielzahl von Tropfenerzeugern und entsprechende Sätze von Aufladevorrichtungen sowie von Ablenkelektroden, welche Elektroden quer über eine Abmessung des Aufnahmeorgans ausgerichtet sind.

-. 18 -

303816/0848