DE2840279C2

DE2840279C2 - Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE2840279C2
Application number: DE2840279A
Authority: DE
Inventors: Rodger L. Dayton Ohio Gamblin
Original assignee: Mead Corp 45463 Dayton Ohio; Mead Corp
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1977-09-15
Filing date: 1978-09-15
Publication date: 1982-06-24
Also published as: NL7808315A; GB2004717A; DE2840279A1; IT1160623B; FR2403193A1; JPS5451836A; IT7869020A0; GB2004717B; JPS5830821B2; FR2403193B1; US4131898A; CA1100565A

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahldrucker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein aus der L)S-PS 35 88 906 bekannter Tintenstrahldrucker erzeugt zum Aufzeichnen eines Bildes auf dem Bogen nur einen einzigen Tintenstrahl. Der Betrieb mit nur einem Strahl ist äußerst langsam urjd für die vielen Anwendungsfälle, beispielsweise für die Herstellung von Kopien in einem Büro, undurchführbar. Es ist daher vorgeschlagen worden, das Aufzeichnen mit Hilfe einer Vorrichtung durchzuführen, die mehrere Strahlen erzeugen kann. Ein solcher Tintenstrahldrucker ist aus der US-PS 36 89 693 bekannt. Die Schwierigkeit besteht dabei darin, daß die Strahlen nicht mit einem ausreichend engen Abstand nebeneinander zum Druk ken mit hohem Auflösungsvermögen erzeugt werden können. Der bekannte Tintenstrahldrucker nach der 'US'PS 36 89 693 enthält mehrere einzelne Tintenstrahl-Aufzeichnungselemente, von denen jedes einen einzigen Strahl erzeugt Die Aufzeichnungselemente sind so zusammengefügt, daß sie sich schrittweise gemeinsam in axialer Richtung bewegen, so daß jeder Strahl einen durchgehenden Streifen der graphischen Information druckt. Wenn die Aufzeichnungseinheiten in axialer Richtung weitertransportiert werden, werden die gedruckten Streifen ständig breiter, bis sie sich schließlich vereinigen. Das Drucken eines vollen Bildes ist dann beendet, und der axiale Weitertransport hört auf.

Eines der Probleme bei dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß es schwierig ist, die gedruckten Streifen mit exakter Deckung zusammenzuführen. Eine falsche Deckung führt zu einer sichtbar in Frscheinung tretenden »Naht« an den Grenzen zwischen benachbarten Streifen.

Aus der DE-OS 21 47 536 ist eine Druckvorrichtung mit mehreren Gruppen von Druckelementen bekannt, bei welcher die Gruppen von Druckelementen hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Aufzeicnnungsträger voneinander beabstandet sind. Es sind jedoch keine Maßnahmen vorgesehen, um mit den Druckelementen ein ineinander übergehendes Druckbild zu erzeugen.

Bei einer anderen Anordnung gemäß der DE-OS 2817641 sind die meisten Probleme bekannter Anordnungen gelöst In dieser Anordnung wird von einem einzelnen Druckkopf eine große Anzahl in Abstand voneinander liegender Strahlen erzeugt und der Druckvorgang erfolgt in einem spiralförmig ineinander verschachtelten Muster. Damit diese Anordnung arbeitet, soll der Abstand zwischen den Strahlen so bemessen sein, daß er gleich viner Anzahl von Bildspurbreiten ist die außer dem Faktor 1 keinen gemeinsamen ganzzahligen Faktor mit der Anzahl der Strahldüsen hat. Die axiale Vorschubgeschwindigkeit soll mit der Troinmeldrehzahl so zusammenhängen, daß während einer Trommeldrehung jede Strahldüse um eine axiale Strecke vorwärtsbewegt wird, die gleich einer der Gesamtzahl der Strahldüsen entsprechenden Anzahl von Spurbreiten ist. Dadurch wird zwar ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit und hohem Auflösungsvermögen ermöglicht, doch ist ein Druckkopf erforderlich, der eine ziemlich große Anzahl von Strahlen erzeugt.

Solche Druckköpfe sind teuei. .vas auf die Probleme bei der Qualitätskontrolle bei der Herstellung der notwendigen Bauteile zurückzuführen ist. Es ist beispielsweise relativ einfach, eine qualitativ hochwertige Lochplatte oder eine qualitativ hochwertige Ladenngpldtte für 10 bis 15 Strahlen herzustellen. Mit einer Zunahme der Strahlen summieren sich jedoch auch die Toleranzfehler, und die prozentuale Ausbeute an zufriedenstellenden Bauteilen nimmt beträchtlich ab. Die¹; ist ein wichtiger Faktor in Anwendungsfällen wie Bürokopiergeräten, wo die Kosten auf ein Minimum gesenkt werden müssen.

Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, daß die Lochplatte aus einer Position, in der sie vollständig bezüglich einer Seite des Papiers versetzt ist, in eine Lage, in der sie vollständig gegen die andere Seite des Papiers versetzt ist, bewegt werden muß. Die gesamte Vorschubstrecke für den Druckkopf ist daher gleich der Länge der Trommel zuzüglich der zweifachen Länge der Lochplatte Für ein mit hoher Geschwindigkeit arbeitendes System ist die Lochplatte zwangsläufig ziemlich lang, so daß eine beträchtliche Druckkopfbewegung erforderlich ist Diese Bewegungsstrecke macht ziemlich hohe DruckkopNBewegungsgeschwindigkeiten erforderlich,

In der US'PS 40 09 332 und in dem »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Band 18, Nr. 12, Mai 1976, Seite 3917 sind Tintenstrahldrucker beschrieben, die eine

Reihe von in Umfangsrichtung im Abstand angeordneter Strahlen erzeugen. Die Strahlerzeugungsdüsen in der Anordnung gemäß der erwähnten Literaturstelle sind in einem einzigen Ring angeordnet, der sich in Umfangsrichtung um die Drucktrommel erstreckt, während die Düsen in der zuletzt genannten Patentschrift in mehreren Reihen angeordnet sind. Jede dieser Anordnungen erfordert ein Datensystem, das relativ lange Schaltverzögerungszeiten entsprechend der Zeit der Trommeldrehung von der ersten zur letzten in Umfangsrichtung im Abstand liegenden Druckposition erzeugen kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Tintenstrahldruckers, der kostengünstig herstellbar ist und mit hoher Geschwindigkeit und hohem Auflösungsvermögen arbeitet. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst

In Weiterbildung der Erfindung stimmen die Druckköpfe vorzugsweise in der Anzahl der Strahlen und im Strahlabstand überein.

Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahldrucker druckt jeder Druckkopf einen ständig breiter werdenden Sireifen, der nahe bei der Anfangskante unbedruckte Spuren aufweist, jedoch sonst insgesamt voll bedruckt ist Wenn jeder der Druckköpfe seinen Druckstreifen fertigstellt, druckt er noch zusätzliche Spuren, die in die unbedruckten Spuren am Rand des angrenzenden Bandes verlaufen. Das Endprodukt ist eine durch Zusammenwirkung mehrerer Druckköpfe erzeugte breite bedruckte Fläche ohne sichtbar in Erscheinung tretende Nähte.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung von zwei Druckköpfen, die gemäß der Erfindung gemeinsam einen Druckvorgang ausführen,

F i g. 2 eine Querschnittsdarstellung eines Druckkopfs,

F i g. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der geometrischen Beziehung zwischen zwei zur Zusammenwirkung betätigten Druckköpfen,

F i g. ν eine Darstellung des von zwei Druckköpfen mit jeweils fünf Düsen erzeugten Verschachtelungsmustersund

F i g. 5 eine Darstellung zur Erläuterung des von zwei Druckköpfen mit jeweils vier Düsen erzeugten Verschachtelungsmusters.

Bei dem beschriebenen Tintenstrahldrucker wird das Drucken mit Tröpfchenstrahlen von mehreren Druckköpfen durchgeführt. F i g. 1 zeigt zwei solche Druckköpfe 10,11, die zum Bedrucken eines Papierbogens 12 auf einer axial verlaufenden Schnecke 23 angebracht sind.

Der Papierbogen 12 ist auf einer von einem

Tabelle 1

Antriebsmotor 14 angetriebenen Trommel 13 angebracht. Die Schnecke 23 wird so gedreht, daß die Druckköpfe 10,11 mit jeder Umdrehung der Trommel 13 um den richtigen Betrag axial vorwärts transpurtiert werden. Ein Saugriemensystem 15 führt der Trommel 13 unbedruckte Papierbögen zu; nach Beendigung des Druckvorganges führt es bedruckte Papierbögen ab.

Wie die Schnittdarstellung von Fig.2 zeigt, enthält der Druckkopf 10 (und auch der ebenso aufgebaute Druckkopf 11) allgemein einen Tintenanschluß 16, eine Lochplatte 17, eine Laderingplatte 18, zwei Ablenkelektroden 19 und einen Fänger 21. Der Druckkopf 10 erzeugt eine Reihe von Strahlen 20, die so angeregt werden, daß sie in Tröpfchen 22 aufspalten. Einige der Tröpfchen 22 werden von der Laderingplatte 18 aufgeladen, damit sie von einem zwischen den Platten 19 erzeugten Ablenkfeld abgelenkt werden. Auf diese Weise abgelenkte Tröpfchen werden vom Fänger 21 aufgefangen, während ungelader.e Tröpfchen unabgelenkt bleiben und sich auf dem Papierbogen 12 ablagern. Ladestpuersignale für die Laderingplatte 18 können mit einer Matrix aus abtastenden üchtfühlern erzeugt werden. Säe können aber auch voi einem Magnetband abgelesen werden.

Fig. 3 veranschaulicht den gemeinsamen Druckvorgang der Druckköpfe 10 und 11. Für die hier vorgenommene Erläuterung sind die Druckköpfe 10 und 11 so dargestellt, daß sie jeweils vier Strahlen 20 erzeugen. Die vom Druckkopf 10 erzeugten vier Strahlen drucken vier schraubenlinienförmige Sputen s, t, u und v. In der gleichen Weise druckt der Druckkopf 11 vier schraubenlinienförmige Spuren w, x, y und z. Jede gedruckte Spur hat die Breite P, und der Abstand zwischen benachbarten Spuren hat den Wert AL Der

j5 Abstand zv/ischen den Druckköpfen hat den Wert 5; während einer Umdrehung der Trommel 13 werden die zwei Druckköpfe längs der Schnecke 23 um eine Strecke /Wtransportiert.

Jeder Druckkopf 10, 11 kann ein deckend bedrucktes Bild erzeugen, wenn der Abstand K gleich einer Anzahl von Spurbreiten ist, die außer dem Faktor 1 keinen gemeinsamen Faktor mit der Anzahl der von einem der Köpfe erzeugten Strahlen hat. Für den spezielien Fall eines Druckkopfs, der vier Strahlen erzeugt, darf der Abstand K, ausgedrückt durch die Spurbreite P, außer dem Faktor 1 keinen gemeinsamen Faktor mit der Zahl 4 haben. Der Abstand K darf daher folgende Werte haben: 3 P. 5 P, 7 R 9 P. 11 R usw. Die Tabelle I gibt die für jede Anzahl von Düsen zwischen 2 und 9 zulässigen Düsenabstände an. Dabei sei bemerkt, daß der Abstand M für einen einwandfreien Betrieb gleich der Spurbreite Pmultipliziert mit der Anzahl von Düsen in einem Kopf sein soll. Für die Anordnung von Fig. 3 gilt daher: M = 4P

Düsenahstände bezogen

3

4

auf Spurbreite P

X

7

8

9

10

Ir

12

Düsen

X

X X

X

pro Kopf

2

X

5 6

X

2

X

3

X

>;

X

4

X

5

X

6

X

7

X

8

9

X

Es hat sich gezeigt, daß gemeinsam angetriebene Druckköpfe, beispielsweise die Druckköpfe 10 und 11, Streifenbereiche drucken können, die ineinander verschachtelte Grenzen aufweisen, wenn die Druckköpfe in einem Abstand voneinander liegen, der einer ganzen Zahl von Vorschubstrecken entspricht. Das bedeutet, daß der Abstand S so gewählt werden muß, daß er gleich dem Abstand M multipliziert mit einer ganzen Zahl ist. Beispielsweise kann der Abstand S in einer Anordnung mit zwei Druckköpfen gemäß F i g. 3 in der Größenordnung von 312 Λ/ liegen.

Bei der in Fig.3 dargestellten Anordnung der Druckköpfe kann ein Bild gedruckt werden, das Streifengrenzen gemäß Fig.5 aufweist. Das Bild besteht aus einer Reihe von (schraffiert angegebenen) gedruckten Punkten 24, die von einzelnen Tröpfchen 22 aus dem Druckkopf 10 gedruckt werden, sowie aus einer weiteren Folge (ohne Schraffur angegebenen) gedruckten Punkten 25, die von einzelnen Tröpfchen 22 aus dem Druckkopf Ii gedruckt werden. Die gedruckten Punkte 24 und 25 liegen in einer Folge von Spalten, die mit Buchstaben und Ziffernindices bezeichnet sind. Der Buchstabe entspricht in jedem Fall einer der Spurbezeichnungen von F i g. 3, während der Ziffernindex die Umdrehung der Trommel 13 angibt, in deren Verlauf die Spalte gedruckt wurde. Die Spalte w\ ist also diejenige Spalte, die von der Spur w während der ersten Umdrehung der Trommel 13 gedruckt wurde. Es sei bemerkt, daß zwischen der Spalte w\ und der Spalte *i ein Abstand von zwei Spurbreiten vorhanden ist.

Der Abstand zwischen den Spalten w\ und x\ wird von Spalten v„ _ ₍und u„ aufgefüllt. Der Index η bezieht sich auf die /j-te oder letzte Umdrehung der Trommel. Der Zwischenraum wird also von der Spur ν während der vorletzten Drehung der Trommel 13 gedruckt, und die Spur u wird während der letzten Drehung der Trommel gedruckt Während die Spur u die Spalte u„ druckt, druckt die Spur ν die Spalte v„ zum Auffüllen einer Leerspalte zwischen den Spuren wi und yi. Die Druckköpfe 10 und 11 drucken also Bildstreifen, die sich ineinandergreifend aneinander anschließen.

Der in Fig.5 angegebene Druckvorgang wird mit Hilfe von zwei Druckköpfen durchgeführt, die jeweils vier Strahlerzeugungsdüsen aufweisen, deren Abstand drei Spurbreiten beträgt. Ein solcher Druckkopf kann ein deckendes Bild drucken, da die Zahlen 4 und 3 außer dem Faktor 1 keinen gemeinsamen Faktor haben. Die im Verlauf einer Drehung der Trommel 13 erzielte Druckkopf-Vorschubstrecke ist gleich dem vierfachen Wert def Breite einer der dargestellten Spalten, und der Absland zwischen den Druckköpfen ist gleich einer ganzen Anzahl solcher Vorschubstrecken. Wenn beispielsweise der Durchmesser eines einzelnen gedruckten Punkts mit einem Wert von ICO μηϊ angenommen wird, dann beträgt die Vorschubstrecke M für den Druckvorgang von F i g. 5 insgesamt 400 μπι, und der Kopfabstand S beträgt 400 μπι multipliziert mit irgendeiner ganzen Zahl, die beispielsweise eine Zahl in der Größenordnung von 312 sein kann.

In F i g. 4 ist ein mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit zwei Druckköpfen erzielter ineinandergreifender Druckvorgang dargestellt; jeder dieser Druckköpfe weist dabei fünf Strahlerzeugungsdüsen auf, deren Mittenabstand jeweils zwei Spurbreiten beträgt. Auch hier sind die gedruckten Punkte schraffiert und unschraffiert zur Darstellung des Drückens mit den zwei verschiedenen Köpfen angegeben. Dk?gedruckten Spalten sind wieder mit Buchstaben mit Index bezeichnet, wobei die Buchstaben a bis e fünf schraubenlinienförmige Spuren bezeichnen, die der eine Kopf erzeugt hat, während die Buchstaben /bis j fünf schraubenlinienförmige Spuren bezeichnen, die vom anderen Druckkopf gedruckt wurden. Die das Bild von Fig.4 erzeugenden Druckköpfe werden nach der Erfindung gemeinsam während einer Umdrehung der Drucktrommel um eine Strecke transportiert, die gleich fünf Spurbreiten ist; der Kopfabstand ist gleich einer ganzen Anzahl solcher Vorschubstrecken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tintenstrahldrucker mit einem rotierenden Träger, einer Befestigungsvorrichtung zum Anbringen eines Druckaufnahmebogens auf dem Träger, mehreren einzelnen Tintenstrahlaufzeichnungselementen zum Bedrucken des Druckaufnahmebogens mit mehreren Tintenstrahlen, einem ersten Antrieb zum Drehen des Trägers um die Drehachse und einem zweiten Antrieb zum axialen Bewegen der ι ο Tintenstrahl-Aufzeichnungselemente mit derseben Geschwindigkeit in der Weise, daß der Druckaufnahmebogen mit aufgedruckten Spuren bedeckt wird, die gemeinsam ununterbrochene Druckstreifen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Druckköpfe (10, 11) vorgesehen sind, die jeweils mehrere Tintenstrahlen (20) erzeugen, die in einem Abstand (K ■ P) voneinander liegen, der gleich einer Anzahl (K) von Spurbreiten (P) ist, die mit der Anzahl der von einem der Druckköpfe erzeugten Tintenstrahlen (20) außer dem Faktor 1 keinen gemeinsamen Faktor hat, und daß die Druckköpfe (10, 11) längs einer gemeinsamen Linie parallel zur der Drehachse so angebracht sind, daß der Abstand zwischen entsprechenden Punkten der Druckköpfe (10,11) gleich einer ganzen Anzahl von Vorschubstrecken (M) ist, wodurch die Ränder der von den verschiedenen Druckköpfen (10, 11) erzeugten Druckstreifen ineinander greifen, wobei sich die Druckköpfe (10, 11) während einer jo Umdrehung des rotierenden Trägers (13) in axialer Richtung um eine Vorschubstrecke (M)bewegen, die gleich euier Spurbreite (P) multipliziert mit der Gesamtzahl der Tinten* zahlen (20) und geteilt durch die Anzaiil der Druckköpfe (10,11) ist.

2. Tintenstrahldrucker na !i Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckköpfe (10,11) jeweils die gleiche Anzahl von Tintenstrahlen (20) erzeugen.

3. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckköpfe (10, 11) so ausgebildet sind, daß sie Strahlen (20) mit dem gleichen Abstand erzeugen.