DE2842538C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur
Bilderzeugung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1
und 5.
Ein solches Verfahren bzw. ein solches Gerät ist aus der
DE-OS 24 55 019 bekannt. Diese beschreibt ein Bilderzeugungsverfahren,
bei dem ein Druckwerk eingesetzt wird,
dessen Vorratsbehälter mit Düsenöffnungen in Form langgestreckter
Rohre oder Durchgangsöffnungen versehen ist. An
den dem Aufzeichnungsmaterial zugewandten Ende der Düsenöffnungen
sind Elektrodenringe vorgesehen, die bei
Spannungszuführung eine derartige Kraft auf die im
Vorratsbehälter enthaltene Tinte ausüben, daß diese trotz
der gezielt eingesetzten schlechten Benetzbarkeit der
Düsenkanäle in Richtung auf die jeweilige Düsenöffnung
zubewegt wird und bei Erreichen der jeweiligen Ringelektrode
die Spannung kurzschließt. Dies führt zur
Ausbildung von Tröpfchen, die dann auf das
Aufzeichnungsmaterial übertragen werden. Da die Tintentröpfchen
jedoch ausschließlich aufgrund der Spannungsimpulse
an den ringförmigen Signalelektroden an den
Düsenöffnungen gebildet und bewegt werden, müssen die
Spannungsimpulse einen relativ hohen Wert besitzen. Dies
führt zu relativ großen Spannungsschwankungen und Kurzschlußströmen,
wenn die sich bewegende Tinte die ringförmigen
Signalelektroden berührt, was nicht nur die
Tinten-Fließeigenschaften beeinträchtigen kann, sondern
auch zu starken Belastungsschwankungen der Spannungsquelle
führt. Dabei kann die Dauerstabilität der Aufzeichnung
beeinträchtigt werden.
Demgegenüber ist in der DE-PS 23 58 168 ein Tintenstrahlschreiber
beschrieben, bei dem nicht mit einem
Steuergitter gearbeitet wird, in dessen Öffnungen selektiv
abhängig von Informationssignalen Tinte eingebracht wird.
Dort sind vielmehr mehrere Tintenstrahldüsen vorhanden,
zwischen die (und damit der jeweils darin enthaltenen
Tinte) und eine Gegenelektrode, die entsprechende Durchgangsöffnungen
für den Tintentröpfchenstrahl aufweist, eine
Spannung angelegt wird. Diese Spannung reicht aus, um aus
den Tintendüsen einen im wesentlichen kontinuierlichen
Tintentröpfchenstrahl auszustoßen. Um diesen Tintenstrahl
selektiv unterbrechen zu können, ist für jede
Tintenstrahldüse eine weitere, konzentrisch zu dieser angeordnete
Ringelektrode vorgesehen, die bei Anlegen eines
Potentials einen derartigen elektrischen Feldaufbau
bewirkt, daß der Tintenstrahl unterbrochen wird. Durch
Steuerung des Potentials dieser ringförmigen Steuerelektroden
wird die Aufzeichnung bildmäßig moduliert. Dabei
üben die Spannungen der Gegenelektrode bzw. der Ringelektroden
folglich entgegengesetzte Kräfte auf die Tinte
aus.
Bei dem Aufzeichnungsverfahren gemäß der DE-OS 22 57 150
wird demgegenüber mit einem umlaufenden Steuergitterband
gearbeitet, dessen Öffnungen zunächst mit Tinte gefüllt
werden, die dann in einer Übertragungsstation unter Wirkung
mehrerer auf der Rückseite des bandförmigen
Aufzeichnungsträgers angeordneten Steuerelektroden selektiv
auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird. Die
zusätzliche Anlegung eines Potentials an die Tinte ist
nicht vorgesehen.
Schließlich beschreibt die DE-AS 11 87 816 einen
Tintenstrahlschreiber, aus dessen Düse Tintentröpfchen mit
hoher Geschwindigkeit ausgestoßen werden. Hierzu wird an
eine im Tintenkanal befindliche Elektrode und an eine auf
der Rückseite des Aufzeichnungsträgers angeordnete Gegenelektrode
eine Spannung angelegt, die zum raschen Herausfördern
von Tintentröpfchen aus der Düsenöffnung ausreicht.
Gegebenenfalls können zwischen der Tintendüse und der Gegenelektrode
weitere Steuerelektroden zur Steuerung des Tintenaustritts
vorgesehen sein. Eine Steuergitterplatte mit einer
Vielzahl von Düsenöffnungen für den Tintenaustritt ist
allerdings nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Bilderzeugungsverfahren bzw. ein Bilderzeugungsgerät gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 5 derart
weiterzubilden, daß eine zuverlässige und saubere Bilderzeugung
mit niedrigen Steuerspannungen erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den im
Patentanspruch 1 und hinsichtlich des Geräts mit den im
Patentanspruch 5 genannten Maßnahmen gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahren wird
somit nicht nur über die Steuerelektroden eine selektive
Einführung der Tinte in die Durchgangslöcher gesteuert,
sondern zusätzlich noch eine vorgegebene Spannung zwischen
der Tinte oder der Druckfarbe einerseits und einer
Gegenelektrode andererseits angelegt. Diese sich überlappenden
Maßnahmen führen zu der kombinatorischen Wirkung,
daß nun mit Steuerspannungen geringer Größe gearbeitet
werden kann, die nicht zu hohen Stromstärken in der Tinte
und demzufolge nicht zu einer Beeinträchtigung der
Dauerstabilität der Aufzeichnung oder zu starker Belastung
der Spannungsquellen führen können.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden nachstehend näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Steuergitter,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung der Erfindung,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines
Betriebszustands, bei dem das Steuergitter entsprechend den Bildinformationen
mit flüssiger Tinte bzw. Druckfarbe gefüllt ist,
Fig. 4 und 5 schematische Darstellungen einer Ausführungsform des
Bilderzeugungsgeräts gemäß der Erfindung,
Fig. 6 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung des wesentlichen
Aufbaus eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 7, 8 und 9 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung
der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 6,
Fig. 10 eine Querschnittsansicht einer weiteren diesbezüglichen
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 11 eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 12 eine Querschnittsansicht des Steuergitters gemäß Fig. 11,
Fig. 13 eine weitere Draufsicht der Ausführungsform gemäß Fig. 11,
Fig. 14 und 15 Querschnittsansichten weiterer Ausführungsformen
der Erfindung,
Fig. 16 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 17 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 18 eine perspektivische Ansicht des Querschnitts eines
Durchgangsloches gemäß der Ausführungsform nach Fig. 17,
Fig. 19 einen Signalplan, der die Beziehung zwischen den den
Steuerelektroden und der Verzögerungssteuerelektrode zugeführten
Spannungen und dem Druckfarbenniveau in dem Durchgangsloch veranschaulicht,
Fig. 20 eine Querschnittsansicht, die den Anstieg der flüssigen
Druckfarbe in dem Durchgangsloch veranschaulicht,
Fig. 21 eine Querschnittsansicht, die den Betriebszustand zum
Zeitpunkt der Trennung eines Druckfarbentropfens veranschaulicht,
Fig. 22 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform
des Bilderzeugungsgeräts gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen.
Es sei zunächst auf die Fig. 1 eingegangen, die eine Ausführungsform
eines im Rahmen der Erfindung zu verwendenden Steuergitters
zeigt.
Das Steuergitter 1 ist mit einer Anzahl von durchgehenden
Kapillarlöchern 2 versehen, wobei seine Oberfläche mit einer
Tinte bzw. Druckfarbe abweisenden Schicht 3 (Fig. 2) aus einem Wasserabweisenden
Isolationsmaterial, wie z. B. aus Tetrafluoräthylen, beschichtet
ist. Das Substrat 4 des Steuergitters besteht aus Wasser
abweisendem Isolationsmaterial wie Polyimid, Polyester oder
Polyäthylen. Eine elektrisch leitfähige flüssige Tinte bzw. Druckfarbe
5 wird in Berührung mit dem Steuergitter gehalten. Die Bezugszahl
6 bezeichnet eine Steuerelektrode, die um jedes Durchgangsloch
2 herum angeordnet ist. Obwohl das Steuergitter gemäß
Fig. 1 mit einer seine gesamte Oberfläche bedeckenden wasserabweisenden
Isolationsschicht versehen ist, kann sich diese Beschichtung
auch auf den mit der Tinte bzw. Druckfarbe in Berührung
kommenden Bereich beschränken.
Durch elektrische Signale, die den Bildinformationen entsprechen,
wird eine Impulsspannung nur an die jeweils ausgewählten Steuerelektroden
angelegt, wodurch die Tinte bzw. Druckfarbe in die derart
ausgewählten Durchgangslöcher gefüllt und ein den Bildinformationen
entsprechendes Bild in dem Steuergitter ausgebildet wird.
Das Einfüllen der Aufzeichnungsflüssigkeit bzw. der Druckfarbe wird durch die elektrostatische Anziehungskraft
des durch das Anlegen der Impulsspannung an die
Steuerelektroden erzeugten elektrischen Feldes bewirkt. Die Pfeile
in den Fig. 1 und 2 bezeichnen die Richtung der elektrischen Kraftlinien
bzw. Feldlinien, die sich bei Anlegen einer solchen Impulsspannung
an eine ausgewählte Steuerelektrode 6₁ ergeben und eine
Anziehungskraft zur Folge haben, die bewirkt, daß die Druckfarbe
angesaugt und in das Durchgangsloch gefüllt wird. Die Tinte bzw.
Aufzeichnungsflüssigkeit, nachstehend allein als Druckfarbe bezeichnet, wird
von der druckfarbenabweisenden Schicht 3 abgestoßen und gelangt
daher nicht in diejenigen Durchgangslöcher, deren zugehörige
Steuerelektroden nicht mit der Impulsspannung beaufschlagt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Steuerelektrode jeweils
entweder an der oberen Endfläche eines Durchgangsloches oder
innerhalb eines Durchgangsloches an dessen oberem Endteil angebracht
und befinden sich in Kontakt mit dem Steuergitter, wodurch
eine Ausrichtung
zwischen Düse und Stiftelektroden entfällt. Außerdem führt diese
Ausführungsform zu einer Vereinfachung des Aufbaus des Geräts,
da die Druckfarbenzufuhr zu verschiedenen Durchgangslöchern über
die gleiche flüssige Druckfarbenschicht erfolgen kann, wobei
darüberhinaus auch eine längere Lebensdauer der Steuerelektroden
erzielt wird, da die auf den Steuerelektroden befindliche druckfarbenabweisende
Beschichtung nicht nur eine Erosion bzw. Abnutzung
der Steuerelektroden durch die Druckfarbe sondern auch
eine auf Druckfarbenablagerung beruhende Verschlechterung der Elektrodenwirkung
verhindert.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,
bei der das Steuergitter 1 in Berührung mit der elektrisch
leitfähigen Druckfarbe 5 gehalten wird, während parallel
zu dem Steuergitter eine Gegenelektrode 8 vorgesehen ist, die von
einer Spannungsquelle 9 kontinuierlich mit einer Spannung beaufschlagt
wird, wobei die leitfähige Druckfarbe 5 an Masse liegt.
Der Betrag dieser Spannung ist jedoch derart gewählt, daß kein
Eindringen der Druckfarbe 5 in die Durchgangslöcher bewirkt wird,
zu welchem Zweck gesondert eine von den Bildinformationen entsprechenden
(nicht dargestellten) elektrischen Signalen erzeugte
Impulsspannung wahlweise den Steuerelektroden (wie der Elektrode 6₁
gemäß Fig. 2) zugeführt und dadurch die Füllung der ausgewählten
Durchgangslöcher mit der Druckfarbe bewirkt wird. Die in ein Durchgangsloch
gefüllte Druckfarbe bildet eine leicht aus dem Durchgangsloch
hervorragende meniskenförmige Kuppe, wodurch ein der jeweiligen
Vorlagen-Bildinformation entsprechendes Bild auf dem
Steuergitter ausgebildet wird. Die Druckfarbe läuft nicht aus einem
Durchgangsloch aus, da die jeweilige Steuerelektrode in Berührung
mit dem Durchgangsloch um dessen Rand herum vorgesehen ist und
nach dem Einfüllen der Druckfarbe in das Durchgangsloch für eine
vorgegebene Zeitdauer mit der Spannung beaufschlagt wird. Die vorstehend
beschriebene Ausführungsform ist somit dadurch gekennzeichnet,
daß eine geringe Spannung, die kein Eindringen von Druckfarbe
in die Durchgangslöcher verursacht, zwischen der Druckfarbe
5 und der Gegenelektrode 8 angelegt wird, während den
Steuerelektroden entsprechend den Bildinformationen eine Impulsspannung
zugeführt wird, wodurch die Füllung der Durchgangslöcher
mit Druckfarbe durch das Zusammenwirken der von der Gegenelektrode
und den jeweiligen Steuerelektroden ausgeübten elektrostatischen
Anziehungskräfte bewirkt wird. Die Druckfarbe wird von
Coulomb-Kräften an einem Auslaufen aus dem Durchgangsloch gehindert,
da die Steuerelektrode auch nach der Füllung des Durchgangsloches
mit Druckfarbe während einer vorgegebenen Zeitdauer mit der
Spannung beaufschlagt wird. Da die Druckfarbe von der die innere
Oberfläche der Durchgangslöcher bedeckenden druckfarbenabweisenden
Schicht 3 abgestoßen wird, gelangt sie nicht in diejenigen
Durchgangslöcher, deren zugehörige Steuerelektroden nicht mit der
Impulsspannung beaufschlagt werden, was z. B. in Fig. 3 näher veranschaulicht
ist, gemäß der allein die um ein Durchgangsloch 2₁ angeordnete
Steuerelektrode 6₁ eine Impulsspannung erhält, so daß
die Druckfarbe lediglich in dieses ausgewählte Loch 2₁ eingefüllt
wird.
Die Pfeile 7 gem. Fig. 2 kennzeichnen die Richtung der von der
Steuerelektrode und der Gegenelektrode gebildeten elektrischen
Kraft- bzw. Feldlinien. Damit die auf die flüssige Druckfarbe
wirkende elektrostatische Anziehungskraft deren Oberflächenspannung
überschreitet, muß das in einem Durchgangsloch erzeugte
elektrische Feld E der Gleichung E2(α/εoεsR)1/2 genügen,
wobei α der Oberflächenspannungskoeffizient der Druckfarbe, εo die
Dielektrizitätskonstante im Vakuum, εs die relative Dielektrizitätskonstante
des Materials und R der Radius des Durchgangsloches
sind.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ermöglicht eine
Steuerung mit Niederspannungsimpulsen, da die Einführung der Druckfarbe
in die jeweiligen Durchgangslöcher durch das Zusammenwirken
einer Gegenelektrode mit Steuerelektroden erzielt wird. Durch die
Verwendung von Niederspannungsimpulsen läßt sich auch die von dem
Produkt einer Kapazität und eines Widerstands (RC-Wert) bestimmte
Impulsform verbessern, was die Verwendung von hochfrequenten
Impulsen ermöglicht und die Bilderzeugungsleistung bedeutend verbessert.
Im Gegensatz zu einer Steuerung mit Hochspannungsimpulsen,
bei der die Elektroden nicht in hoher Packungsdichte angeordnet
werden können, da die Wechselwirkung zwischen benachbarten Elektroden
die Bildqualität beeinträchtigen kann, können ferner im
Falle einer Steuerung mit Niederspannungsimpulsen die Elektroden
zur Herstellung eines Bildes mit hoher Bildauflösung sehr dicht
beieinander angeordnet werden. Außerdem kann das Gerät im Falle der
Verwendung von Niederspannungsimpulsen sehr kompakt ausgeführt
werden, da die Verwendung kleiner Transistoren und integrierter
Schaltkreise für die Schaltungsanordnungen möglich ist.
Darüberhinaus erwies sich experimentell, daß die Druckfarbe nach
ihrem Eintritt in ein Durchgangsloch auch nach einer Unterbrechung
bzw. Beendigung der Einwirkung der elektrostatischen Anziehungskraft
nicht aus dem Durchgangsloch ausfließt, was die
Durchführung eines Bildübertragungsschrittes ermöglicht, der nachstehend
unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 näher beschrieben wird.
In Fig. 4 ist der Verfahrensschritt einer Übertragung des auf
dem Steuergitter ausgebildeten Bildes auf ein Druckmaterial bzw.
Aufzeichnungsträger veranschaulicht. Das das Bild tragende
Steuergitter ist in Form eines Endlosmaterials ausgebildet und wird
zwischen zwei Antriebswalzen transportiert, von denen eine Walze 10
in Fig. 4 gezeigt ist. Während der Transportbewegung wird der in
Kontakt mit der Druckfarbenschicht 5 befindliche Teil des Steuergitters
allmählich von der Druckfarbenschicht getrennt, wobei die
auf der Oberfläche des Steuergitters vorhandene überschüssige
Druckfarbe mittels eines von einer Endwand eines Druckfarbenbehälters
11 gebildeten Abstreifkante 12 ohne Extraktion der in die
Durchgangslöcher eingefüllten Druckfarbe entfernt wird. Es konnte
experimentell bestätigt werden, daß die in den Durchgangslöchern
vorhandene Druckfarbe während der Transportbewegung auch nach der
Entfernung der Druckfarbe von der Oberfläche des Steuergitters in
den Durchgangslöchern festgehalten wird. Die in Fig. 4 dargestellten
Druckfarbentropfen 14, die durch die den Bildinformationen
entsprechenden elektrischen Signale wahlweise in die Durchgangslöcher
eingefüllt wurden und somit das Bild auf dem Steuergitter
darstellen, werden dementsprechend durch die Transportbewegung
des Steuergitters in eine Bildübertragungsposition transportiert.
Eine Walze 13 wird im Gleichlauf mit dem Steuergitter gedreht,
um dieses in Druckberührung mit der Abstreifkante bzw. dem
Reinigungsblatt 12 zu halten.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Bildübertragungsschritt wird das
das Bild enthaltende Steuergitter in eine Bildübertragungsposition
transportiert und sukzessiv in Kontakt mit einem an einer Walze 15
befindlichen Druckmaterial, wie z. B. Papier, gebracht, wodurch das
Bild auf das Druckmaterial 16 übertragen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist das Ausdrucken auch eines komplizierten Bildes
bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer ausgezeichneten Deutlichkeit
und Bildauflösung möglich, da die Größe der Druckfarbentropfen
durch Änderung des Durchmessers der Durchgangslöcher auf
einfache Weise modifizierbar ist. Die Bildübertragung kann ferner
sicherer und schneller vonstattengehen, wenn eine Gegenelektrode
hinter dem Druckmaterial 16 zur Ausübung einer elektrostatischen
Anziehungskraft auf die in den Durchgangslöchern enthaltenen
Druckfarbentropfen vorgesehen ist. Im übrigen kann die Bildübertragung
erfolgen, indem das Druckmaterial 16 mit einer der beiden
Oberflächen des Steuergitters 17 in Berührung gebracht wird.
Darüberhinaus läßt sich die Bildübertragung weiter beschleunigen,
wenn sie an der unteren Seite der Walze 10 vorgenommen wird, da
dann die Bewegung der Druckfarbentropfen zu dem Druckmaterial 16 durch
die Wirkung der Schwerkraft erleichtert wird.
In den Fig. 6 bis 10 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
dargestelt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die der Gegenelektrode
zugeführte Spannung höher als bei der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform ist und einen derartigen Betrag aufweist,
daß im Gegensatz zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform,
bei der die Gegenelektrode mit einer für das Zusammenwirken
mit den Steuerelektroden zur Füllung der Durchgangslöcher mit der
Druckfarbe ausreichenden Niederspannung versorgt wird, nunmehr eine
Flugbewegung der in die jeweiligen Durchgangslöcher eingeführten
Druckfarbentropfen bewirkt werden kann. Ferner ist diese Ausführungsform
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungszufuhr zu
den Steuerelektroden beendet wird, bevor die Druckfarbe das obere
Ende der Durchgangslöcher erreicht, wodurch die Flugbewegung der
Druckfarbe bewirkt wird, während bei der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform die Spannungszufuhr zu den Steuerelektroden für
eine vorgegebene Zeitdauer auch nach der Füllung der Durchgangslöcher
mit der Druckfarbe fortgesetzt wird.
Fig. 6 zeigt den Aufbau dieser Ausführungsform der Erfindung, wobei
gleiche Bauelemente in Bezug auf die vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Über
dem Steuergitter 1 ist ein Druckmaterial 36 angeordnet, hinter dem
sich eine Gegenelektrode 8 befindet. Ferner befindet sich unter
dem Steuergitter eine mit diesem in Kontakt stehende elektrisch
leitfähige Druckfarbenschicht 5. Mittels einer Spannungsquelle 9
wird eine Hochspannung zwischen die an Masse liegende Druckfarbenschicht
5 und die Gegenelektrode 8 angelegt. Der Betrag dieser
Spannung ist jedoch derart gewählt, daß keine Einführung der Druckfarbe
in die Durchgangslöcher 2 bewirkt wird, was nur dadurch ermöglicht
wird, daß die Steuerelektrode mit einer den Bildinformationen
entsprechenden Impulsspannung beaufschlagt wird. Die Einführung
der Druckfarbe in Durchgangslöcher 2 erfolgt somit bei
dieser Ausführungsform durch das Zusammenwirken der von der Gegenelektrode
8 und der Steuerelektrode 6 erzeugten elektrischen Felder.
In Fig. 7 ist ein Zustand veranschaulicht, bei dem der Steuerelektrode
6 eine Impulsspannung zur Erzeugung eines elektrischen
Feldes zugeführt wird, so daß in dem Durchgangsloch 2 sowohl
dieses Feld als auch das von der Gegenelektrode 8 erzeugte elektrische
Feld zur Bildung der für die Einführung der Druckfarbe aus
der Druckfarbenschicht 5 in das Durchgangsloch 2 erforderlichen
elektrostatischen Anziehungskraft wirksam sind. Die auf diese
Weise eingefüllte Druckfarbe bildet eine meniskenförmige Kuppe und
steigt an, bis sie leicht über die Steuerelektrode 6 hinausragt,
wie dies in Fig. 8 veranschaulicht ist. In diesem Zustand konzentriert
sich das von der Gegenelektrode 8 ausgehende elektrische Feld
an diesem herausragenden Endbereich und übt aufgrund der konstant
an dieser Elektrode anliegenden Spannung eine verstärkte elektrostatische
Anziehungskraft aus, wodurch ein Heraustreten der Druckfarbe
aus dem Durchgangsloch und eine sich daran anschließende
Flugbewegung bewirkt werden. In diesem Fall wird die Spannungszuführung
zu der Steuerelektrode zumindest beendet, bevor die Druckfarbe
das obere Ende des Durchgangsloches erreicht, was nachstehend
in Verbindung mit Fig. 19 noch näher erläutert wird.
Zur weiteren Steigerung der Konzentration bzw. Felstärke des
elektrischen Feldes an diesem herausragenden Bereich der Druckfarbe
kann die Steuerelektrode bereits vorher an eine die gleiche
Polarität wie die Impulsspannung aufweisende kontinuierliche Vorspannung
gelegt werden oder die Impulsspannung kann in Bezug auf
ihre abfallende Flanke mit einer leichten Neigung versehen werden.
Auf diese Weise wird die eine kurze Flugbewegung durchführende
Druckfarbe auf das in ihrer Flugbahn angeordnete Druckmaterial 36
aufgebracht. Hierbei kann die das Durchgangsloch passierende Druckfarbenmenge
leicht durch Regelung der an die Steuerelektrode angelegten
Spannung gesteuert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist es daher möglicht, das Heraustreten und die Flugbewegung
der Druckfarbe aus den Durchgangslöchern entweder in kontinuierlicher
Form oder in Form von Druckfarbentropfen zu bewirken. Außerdem
ist auf einfache Weise eine Regelung der Größe der fliegenden
Druckfarbentropfen möglich. Darüberhinaus kann die der Gegenelektrode
zugeführte Spannung in Abhängigkeit von der Menge an Druckfarbentropfen,
denen eine Flugbewegung erteilt werden soll, beliebig
geändert werden. In Fig. 8 ist mit der Bezugszahl 37 ein
Druckfarbentank bezeichnet, der vorzugsweise mit einer automatischen
Zuführungseinrichtung zur konstanten Speicherung einer vorgegebenen
Menge an Druckfarbe versehen ist. In Fig. 9 ist ein Zustand dargestellt,
bei dem ein Druckfarbentropfen 38 in Bewegung versetzt
worden ist und das Druckmaterial erreicht. Im übrigen ist bei dieser
Ausführungsform das Einschalten und Ausschalten der Spannungszufuhr
zu der Steuerelektrode 6 dadurch erleichtert, daß Impulsspannungen
angelegt werden. Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist,
wird die bildmäßige Steuerung der Impulszuführung in ähnlicher Weise
wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform durch über eine
Vorspannungsquelle erfolgendes Anlegen einer Vorspannung und über
eine Signalquelle erfolgende Zuführung von den Bildinformationen
entsprechenden Bildsignalen, die von einem Impulsgenerator in Impulse
umgesetzt werden, erzielt. In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel
eines mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern versehenen
Steuergitters dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine
dünne Polyimidschicht mit einer Dicke von 50 µm und einer Vielzahl
von Durchgangslöchern eines jeweiligen Durchmessers von 60 µm,
zwischen deren Mittelpunkten jeweils ein Abstand von 125 µm besteht,
versehen. Um jedes Loch herum ist eine aufgedampfte Aluminiumschicht
mit einer Dicke von 0,1 bis 0,5 µm als Steuerelektrode vorgesehen,
deren Oberfläche mit einer wasserabweisenden isolierenden Schicht
aus Tetrafluoräthylen beschichtet ist. Bei dieser Ausführungform
wird die Bilderzeugung auf dem Druckmaterial durch eine ausschließlich
von den ausgewählten Durchgangslöchern durch eine den Bildinformationen
entsprechende Steuerung der Steuerelektroden erfolgende
Flugbewegung der Druckfarbe erzielt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt die Bilderzeugung auf dem Druckmaterial 41
durch ein Übertreten der Druckfarbe aus den Durchgangslöchern 40₂
und 40₄, indem eine Spannung von 30 bis 200 V während einer Zeitdauer
von 100-200 Mikrosekunden angelegt wird. In diesem Fall
liegt die Gegenelektrode an einer Spannung von 1-5 kV. Die Druckfarbe
wird natürlich nicht in diejenigen Durchgangslöcher eingeführt,
deren zugehörige Steuerelektroden nicht die vorstehend genannte
Spannung erhalten.
Bei dieser Ausführungsform ist die Verwendung eines üblichen
Druckfarbenreservoirs 42 in der in der Figur dargestellten Weise
möglich, da die Zuführung der Druckfarbe bis zu dem oberen Ende
eines bestimmten Durchgangsloches durch das Einschalten und Ausschalten
der Spannungszufuhr zu der um jedes Durchgangsloch herum
vorgesehenen Steuerelektrode gesteuert wird. Der Aufbau des gesamten
Gerätes kann daher sehr einfach gehalten werden, da es nicht erforderlich
ist, jedes Durchgangsloch mit einem jeweils zugehörigen
Druckfarbenreservoir zu versehen.
Obwohl die Einführung der Druckfarbe in die Durchgangslöcher bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durch das Zusammenwirken
der von den jeweiligen Steuerelektroden und der Gegenelektrode
erzeugten elektrischen Felder erzielt wird, ist es auch möglich,
die Einfüllung der Druckfarbe ausschließlich durch das von
der Steuerelektrode erzeugte elektrische Feld zu bewirken.
In den Fig. 11 bis 16 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
veranschaulicht, bei der lineare Elektroden Verwendung finden,
die jeweils unabhängig voneinander steuerbar sind.
Gemäß Fig. 11, in der die Anordnung der wichtigsten Komponenten
dieser Ausführungsform veranschaulicht ist, ist ein Steuergitter 43
mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern 44 versehen, die jeweils
in einem festen Abstand zueinander angeordnet sind. Auf der Oberfläche
des Steuergitters sind parallele lineare Elektroden 45 vorgesehen,
die die Durchgangslöcher 44 umgeben und jeweils voneinander
getrennt sind. Die Oberfläche der linearen Elektroden ist
mit einer z. B. aus Tetrafluoräthylen bestehenden druckfarbenabweisenden
Schicht bedeckt.
Fig. 12 stellt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Steuergitters
dar, wobei mit der Bezugszahl 46 die vorstehend genannte
druckfarbenabweisende Schicht bezeichnet ist. Das Steuergitter 43
wird in der Nähe von oder in Berührung mit Druckfarbe gehalten,
die sich in einem in einer Druckfarben-Zuführungseinrichtung 47
vorgesehenen Aufzeichnungsflüssigkeits-Zuführungsspalt bzw. Kapillarspalt 48 befindet, wobei der Kapillarspalt 48
derart aufgebaut ist, daß er z. B. über eine automatische Zuführeinrichtung
konstant eine vorgegebene Menge an Druckfarbe erhält. In
ähnlicher Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
werden den linearen Elektroden jeweils den Bildinformationen
entsprechende Impulsspannungen zugeführt.
Bei dieser Ausführungsform wird das Steuergitter 43 derart verstellt,
daß sich die linearen Elektroden 45 senkrecht bzw. vertikal
über den Kapillarspalt 48 hinwegbewegen, und zwar wiederum derart,
daß lediglich ein einziges Loch in jeder linearen Elektrode jeweils
eine dem Kapillarspalt 48 entsprechende Stellung einnimmt. Durch
Anlegen einer den Bildinformationen entsprechenden Impulsspannung
an jede Linearelektrode wird somit Druckfarbe 49 in das entsprechend
dem Kapillarspalt 48 jeweils positionierte Durchgangsloch eingeführt.
Da das Steuergitter 43 in Pfeilrichtung verstellt wird,
nehmen neue Durchgangslöcher sukzessiv die dem Kapillarspalt 48
entsprechende Position ein, wodurch die Druckfarbe in Abhängigkeit
von den Bildinformationen in diese Durchgangslöcher eingeführt
wird. Gemäß Fig. 13 wird die Impulsspannung zunächst den linearen
Elektroden A, B und E in Abhängigkeit von den Bildinformationen
zugeführt, wodurch starke elektrische Felder nur in denjenigen,
in diesen Elektroden befindlichen Durchgangslöchern, die sich in
Berührung mit oder in der Nähe von der Flüssigkeitsoberfläche des
Kapillarspalts 48 befinden, zur Anziehung der Druckfarbe in diese
Löcher durch elektrostatische Kraftwirkung gebildet werden. Die
Impulsspannung wird sodann den linearen Steuerelektroden C, D und F
zugeführt, wenn die Durchgangslöcher einer nächsten Reihe durch
Verstellung des Steuergitters 43 in Berührung mit oder in die Nähe
von dem Kapillarspalt 48 gelangen, wodurch in ähnlicher Weise die
Einführung der Druckfarbe in entsprechende Durchgangslöcher
erfolgt. Durch Wiederholung dieses Vorgangs wird ein den Bildinformationen
entsprechendes Bild auf dem Steuergitter 43 erhalten.
In Fig. 13 bezeichnen die schwarz ausgefüllten Kreise die auf diese
Weise mit der Druckfarbe gefüllten Durchgangslöcher. Obwohl die
linearen Elektroden jeweils an eine gleichförmige Spannung angelegt
werden, findet die Einführung der Druckfarbe nur in ein Loch
der Elektroden statt, das in der Nähe oder in Berührung mit dem
Kapillarspalt 48 angeordnet ist. Auf diese Weise dient die Spannung
als Steuersignal zur Steuerung der Druckfarbeneinfüllung in das
jeweilige Durchgangsloch. Bei dieser Ausführungform wird daher
das aus entsprechend den Bildinformationen in die Durchgangslöcher
des Steuergitters gefüllter Druckfarbe bestehende Bild erhalten,
indem diese Steuersignale synchron mit der Verstellung des Steuergitters
angelegt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann diese Verstellung entweder
kontinuierlich oder schrittweise erfolgen. Eine schrittweise
erfolgende Verstellung ermöglicht eine zuverlässige Ausrichtung
der Durchgangslöcher mit dem die Druckfarbe enthaltenden Kapillarspalt.
Natürlich ist die Verstellung des Steuergitters nicht notwendigerweise
auf die Vertikalrichtung in Bezug auf den Kapillarspalt
beschränkt. Ferner ist es auch möglich, anstelle eines
einzigen Durchgangsloches mehrere Durchgangslöcher in einer linearen
Elektrode mit dem die Druckfarbe enthaltenden Kapillarspalt in
positionsmäßige Übereinstimmung zu bringen bzw. auszurichten
und dadurch die Druckfarbe gleichzeitig in mehrere Durchgangslöcher
einzuführen. Entsprechend dem jeweiligen Abstand zwischen
den Durchgangslöchern muß darüberhinaus der Druckfarben-Zuführungsspalt
nicht notwendigerweise kapillare Abmessungen aufweisen.
Ferner kann bei dieser Ausführungsform das auf dem Steuergitter
entsprechend den Bildinformationen ausgebildete Bild entweder
durch eine berührungslose Übertragung bzw. Flugbewegung der Druckfarbe
oder durch eine Berührungsübertragung auf das Druckmaterial
übertragen werden, wie dies nachstehend näher beschrieben wird.
In Fig. 14 ist eine Ausführungsform zur berührungslosen Übertragung
des auf dem Steuergitter ausgebildeten Bildes auf ein Druckmaterial
mittels einer Gegenelektrode dargestellt, bei der ein Druckfarben-
Kapillarspalt 50 bzw. ein Aufzeichnungsflüssigkeits-Zuführungsspalt flüssige Druckfarbe 51 in der Nähe von oder in
Berührung mit einem Steuergitter 52 hält. Parallel zu dem Steuergitter
52 ist hinter diesem eine Steuerelektrode 53 angeordnet,
wobei sich ein Druckmaterial 54 zwischen dem Steuergitter und der
Steuerelektrode befindet. Über eine Spannungsquelle 52 wird kontinuierlich
eine Spannung zwischen der an Masse liegenden flüssigen
Druckfarbe 51 und der Gegenelektrode 53 angelegt. Wie vorstehend
bereits in Verbindung mit Fig. 11 erläutert, wird die Druckfarbe
auf diese Weise in Abhängigkeit von den Bildinformationen in die
Durchgangslöcher des Steuergitters 52 gesaugt, woraufhin sie aufgrund
der von der Gegenelektrode erzeugten elektrostatischen Anziehungskraft
eine Flugbewegung durchführt und sich auf dem Druckmaterial
54 niederschlägt, so daß ein den Bildinformationen entsprechendes
Bild auf dem Druckmaterial ausgebildet wird. Die der
Gegenelektrode zugeführte Spannung ist natürlich derart gewählt,
daß lediglich ein Übertritt bzw. eine Flugbewegung der bereits in
die Durchgangslöcher eingeführten Druckfarbe, jedoch kein derartiger
Übertritt der Druckfarbe aus dem Kapillarspalt 50 erfolgt. Das
Druckmaterial 54 wird hierbei synchron mit dem Steuergitter 52
bewegt bzw. verstellt.
In Fig. 15 ist eine Ausführungsform dargestellt, die eine Berührungsübertragung
des Bildes von dem Steuergitter 52 auf das
Druckmaterial 54 erlaubt. Obwohl bei der Ausführungsform gemäß den
Fig. 4 und 5 das auf dem Steuergitter ausgebildete Bild nach
seiner Bewegung in eine Übertragungsposition übertragen wird, wird
die in die Durchgangslöcher des Steuergitters 52 der Anordnung nach
Fig. 11 bzw. Fig. 15 eingeführte Druckfarbe in einer dem Kapillarspalt
50 entsprechenden Position auf ein in Berührung mit dem
Steuergitter 52 gehaltenes Druckmaterial 54 übertragen. Auch bei
dieser Ausführungsform wird das Druckmaterial 54 natürlich synchron
mit dem Steuergitter 52 bewegt bzw. verstellt. Bei dieser Ausführungsform
wird die in die Durchgangslöcher eingeführte Druckfarbe
annähernd gleichzeitig auf das Druckmaterial in der vorstehend
beschriebenen Weise übertragen, jedoch ist es auch möglich, das das
Druckfarbenbild enthaltende Steuergitter in Bezug auf den Kapillarspalt
50 zu verstellen bzw. weiterzubewegen und sodann das Druckmaterial
54 mit dem Steuergitter 52 in Berührung zu bringen und
dadurch die Bildübertragung auf das Druckmaterial 54 durchzuführen.
Außerdem kann bei dieser Ausführungsform eine Gegenelektrode 53
hinter dem Druckmaterial in der Bildübertragungsposition angeordnet
werden, wodurch eine zuverlässigere Übertragung der Druckfarbentropfen
aus den Durchgangslöchern auf das Druckmaterial 54 durch die
von der Gegenelektrode ausgeübte elektrostatische Anziehungskraft
erzielbar und dadurch eine bessere Wiedergabe des Bildes auf dem
Druckmaterial 54 realisierbar ist.
Darüberhinaus wird auch bei dieser Ausführungsform eine Niederspannungssteuerung
der Bilderzeugung durch die Verwendung einer
Gegenelektrode ermöglicht. Wie in Fig. 16 dargestellt ist, ist
parallel zu dem Steuergitter 56 hinter diesem eine Gegenelektrode
57 vorgesehen, wobei von einer Spannungsquelle 58 kontinuierlich
eine Spannung zwischen der Gegenelektrode 57 und der flüssigen
Druckfarbe angelegt wird, so daß die Einführung der Druckfarbe in
die Durchgangslöcher durch das Zusammenwirken der von der Gegenelektrode
57 und der eine der Bildinformation entsprechende Spannung
erhaltenden Steuerelektrode 59 ausgeübten elektrostatischen Kräfte
bewirkt wird. Durch diese Anordnung wird eine Verringerung der an
die linearen Elektroden angelegten Spannung ermöglicht, was eine
Niederspannungssteuerung der Bilderzeugung gestattet. Die sich ergebende
geringere Wechselwirkung zwischen benachbarten Linearelektroden
ermöglicht hierbei eine dichtere Anordnung der Elektroden,
wodurch auf einfache Weise die Bildqualität verbessert werden
kann. Der Betrag der an die Gegenelektrode 57 angelegten Spannung
ist natürlich derart gewählt, daß keine Einführung von Druckfarbe
in die Durchgangslöcher verursacht wird.
Das vorstehend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiel ist
somit dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter derart bewegt
bzw. verstellt wird, daß sich seine linearen Elektroden senkrecht
bzw. vertikal über den Kapillarspalt der Druckfarben-Zuführungseinrichtung
hinwegbewegen, wodurch jeweils ein Durchgangsloch einer
jeden Linearelektrode mit dem Kapillarspalt zur Deckung gebracht
wird bzw. zu diesem ausgerichtet wird, und daß den Bildinformationen
entsprechende Impulsspannungen zur Einführung von Druckfarbe
in die derart in Übereinstimmung mit dem Kapillarspalt ausgerichteten
Durchgangslöcher an die linearen Elektroden angelegt werden,
wodurch ein Bild auf dem Steuergitter ausgebildet wird. Die Verwendung
von linearen Elektroden ermöglicht bei dieser Ausführungsform
eine äußerst einfache Elektrodensteuerung im Vergleich zu demjenigen
Fall, bei dem jeweils einem Durchgangsloch entsprechende,
voneinander unabhängige Einzelelektroden vorgesehen sind, die eine
voneinander unabhängige Einzelsteuerung in Abhängigkeit von den
Bildinformationssignalen erfordern. Bei der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform ist somit die Störanfälligkeit verringert
und außerdem können Herstellungskosten eingespart werden.
In den Fig. 17 bis 22 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, bei der außerdem eine Verzögerungssteuerelektrode
zur Steuerung der Menge an emittierter Druckfarbe vorgesehen ist.
Hierbei zeigen die Fig. 17 und 18 ein Bilderzeugungsgerät, bei dem eine
Verzögerungssteuerelektrode 20 an der Innenseite eines mit einer
Öffnung versehenen hydrophilen Bauteils angebracht ist.
In Fig. 17 sind eine konstant mit einer Hochspannung beaufschlagte
Gegenelektrode 70, ein Druckmaterial 71, ein mit einer Öffnung
versehenes wasserabweisendes Isolationsmaterial (Substrat) 72,
eine Steuerelektrode 73, eine wasserabweisende isolierende Beschichtung
74, flüssige Druckfarbe 75, eine Innenfläche 76 eines
Durchgangsloches oder einer Öffnung, ein mit einer Öffnung versehenes
hydrophiles Isolationsmaterial (Substrat 77) und eine Verzögerungssteuerelektrode
78 dargestellt. Außerdem sind in Reihe
geschaltete Gleichstromquellen 78, 79 und 80 vorgesehen, wobei
der negative Anschluß der Gleichstromquelle 78 mit der flüssigen
Druckfarbe 75 in Verbindung steht, während ihr positiver Anschluß
über einen Schalter 81 mit der Verzögerungssteuerelektrode 78 verbunden
ist. Der positive Anschluß der Gleichstromquelle 79 ist über
einen Schalter 82 mit der Steuerelektrode 73 verbunden, während
der positive Anschluß der Hochspannungsquelle 80 mit der Gegenelektrode
70 verbunden ist. Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung
wirken bei Anliegen einer Eingangssignalspannung z. B. gemäß
Fig. 19(a), (b) oder (c) an der Steuerelektrode 73 das resultierende
umgebende elektrische Feld und das elektrische Feld 83 der
Gegenelektrode 70 zur Bildung eines auf das Durchgangsloch 76
wirkenden elektrischen Feldvektors zusammen, der eine Ladung an
der Oberfläche der flüssigen Druckfarbe induziert, durch deren
Coulomb-Kraft ein Anstieg der Druckfarbe in dem Durchgangsloch bewirkt
wird. Fig. 19(d) zeigt die zeitliche Änderung des Druckfarbenniveaus
in dem Durchgangsloch und veranschaulicht, daß das
Druckfarbenniveau das obere Ende 76a des Durchgangsloches innerhalb
einer Zeitdauer T₁=B′-A erreicht.
Im Falle eines Signalverlaufs gemäß Fig. 19(b) oder Fig. 19(c)
sollte die Eingangssignalspannung jedoch verringert werden, wenn
das Druckfarbeniveau das obere Ende 76a des Durchgangsloches
erreicht, und die Dauer der Eingangsspannung sollte kürzer als die
Periode T₁ gewählt werden, da die Eingangsspannung eine Coulomb′sche
Anziehungskraft erzeugt, die ein Anheben der flüssigen Druckfarbe
auf das Niveau des oberen Endes des Durchgangsloches 76a bewirkt,
jedoch auf die Emission der Druckfarbe von dem oberen Ende des
Durchgangsloches als Widerstand wirkt. Aus diesem Grund ist
es erforderlich diesen Coulomb′schen Widerstand zu beseitigen,
bevor die flüssige Druckfarbe das obere Ende 76a des Durchgangsloches
erreicht.
Wenn die flüssige Druckfarbe sodann in der in Fig. 20 dargestellten
Weise aus dem Durchgangsloch 76 herausragt, konzentriert sich das
von der Gegenelektrode 70 erzeugte elektrische Feld 83 an dem
herausragenden Bereich der flüssigen Druckfarbe 75, da die von
dem mit einer Öffnung versehenen Isolationsmaterial umgebene elektrisch
leitfähige Druckfarbe auch in elektromagnetischer Hinsicht
als über das Durchgangsloch hinausragend anzusehen ist. Wenn das
die Öffnung aufweisende Bauelement aus einem Material mit einer
größeren Leitfähigkeit als diejenige der flüssigen Druckfarbe 75,
d. h., z. B. aus einem Metall, besteht, konzentriert sich das vorstehend
genannte elektrische Feld nicht an der flüssigen Druckfarbe,
sondern verteilt bzw. zerstreut sich im wesentlichen unter wiederholten
Entladungen auf dem Metall. In diesem Fall wird somit die
elektrische Energie nicht in mechanische Energie umgesetzt. Nur
wenn das konzentrierte elektrische Feld E die vorstehend bereits
erwähnte Bedingung E2(α/εoεsR)1/2 erfüllt, wird die
Druckfarbe nach der Zeitdauer T₁ von dem oberen Ende 76a des
Durchgangsloches emittiert.
Die gestrichelte Linie B′H′ gem. Fig. 19(d) gibt an, daß die Druckfarbe
emittiert wird. Durch Anlegen einer in Fig. 19(e) oder (f)
dargestellten Unterbrechungssignalspannung an die Verzögerungssteuerelektrode
78 nach einer Zeitdauer T₂=H′-A nach dem Beginn
der Zuführung des Eingangssignals an die Steuerelektrode wird
eine Ladung 83 von entgegengesetzter Polarität (Fig. 20) an der
Oberfläche der flüssigen Druckfarbe im Bereich der Grenzschicht
zwischen Flüssigkeit und Festkörper in der Nähe der Verzögerungssteuerelektrode
induziert, wodurch in dieser Grenzschicht eine
Coulomb′sche Anziehungskraft erzeugt wird. Hierbei kann eine ausreichend
starke Anziehungskraft mit einer sehr geringen Spannung
erhalten werden, wenn die Isolationsbeschichtung 84 auf der Verzögerungssteuerelektrode
ausreichend dünn und außerdem die Dielektrizitätskonstante
dieser Beschichtung ausreichend groß sind. Die
elektrostatische Anziehungskraft senkrecht zu der Innenwand des
Durchgangslochs hat die Funktion eines Reibungswiderstands, durch
den die flüssige Druckfarbe 75 in der Nähe der Verzögerungssteuerelektrode
78 an einem freien Passieren des Durchgangslochs gehindert
wird und entlang ihres Peripheriebereichs eine Einschnürungsstelle
bildet. Diese Einschnürungsstelle entwickelt sich
unmittelbar und bewirkt, unterstützt von der Oberflächenspannung,
die Bildung eines abgetrennten Druckfarbentropfens 75a, wie dies
in Fig. 21 dargestellt ist. In Fig. 19(d) bezeichnet der abfallende
Teil der Kurve hinter dem Wert H′ diese Abtrennung eines
Tropfens der flüssigen Druckfarbe. Die vorliegende Ausführungsform
eignet sich insbesondere zur Verwendung bei einem mit vielen
Öffnungen arbeitenden Gerät, was nachstehend näher beschrieben ist.
In Fig. 22 ist ein Bilderzeugungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, bei der der Gegenelektrode 70a konstant
eine Spannung von 2-3 kV zugeführt wird. Die flüssigen Druckfarbentropfen
75a und 75c werden von den Durchgangslöchern 76a,
76c in Richtung des Druckmaterials 71a emittiert, indem für eine
Dauer von 200 Mikrosekunden eine Eingangssignalspannung von 100
bis 200 V an die entsprechenden Steuerelektroden 73a und 73c angelegt
wird. Ein Übertritt bzw. eine Flugbewegung der verbleibenden
Druckfarbe 75 wird durch ein gleichzeitig mit der Unterbrechung der
den Steuerelektroden 73a, 73c, zugeführten Eingangssignalspannung
erfolgendes Anlegen einer Spannung von 10-20 V an die Verzögerungssteuerelektrode
78a verhindert. Die zur Unterbrechung der
Druckfarbenemission dienende Verzögerungssteuerelektrode 78a dient
zusätzlich auch zur Steuerung des Flüssigkeitsniveaus. Die den
Durchgangslöchern 76a, 76c unmittelbar nach der Emission der Druckfarbe
zugekehrte Flüssigkeitsoberfläche ist nämlich beunruhigt
bzw. verwirbelt und befindet sich daher in einem anderen Zustand
als die dem Durchgangsloch 76b zugekehrte Flüssigkeitsoberfläche,
da von dem Durchgangsloch 76b keine Druckfarbe emittiert worden ist,
jedoch hat die der Verzögerungssteuerelektrode zugeführte Spannung
die Wirkung einer raschen Unterdrückung dieser Flüssigkeitsoberflächenstörung,
wodurch die Flüssigkeitsoberflächen in den verschiednen
Durchgangslöchern auf dem gleichen Niveau gehalten werden und
dadurch die Menge der beim nächsten Übertragungsvorgang zu
emittierenden flüssigen Druckfarbe stabilisiert bzw. gleichgehalten
wird. Auf diese Weise wird bei der vorliegenden Ausführungsform
eine stabile, dauerhafte Steuerung der emittierten Druckfarbenmenge
ermöglicht, so daß sich durch die Verwendung der Verzögerungssteuerelektroden
eine bessere Bildqualität erzielen läßt. Die
Spannungszuführung zu den Verzögerungssteuerelektroden kann auch
während der Spannungszuführung zu den Steuerelektroden erfolgen,
wobei auch in diesem Falle eine zufriedenstellende Durchflußratensteuerung
erzielbar ist.
Claims (7)
1. Bilderzeugungsverfahren, bei dem
ein mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern versehenes und
in der Nähe der Durchgangslöcher jeweils Steuerelektroden
aufweisendes Steuergitter in Berührung mit einer elektrisch
leitfähigen Aufzeichnungsflüssigkeit gehalten wird und den
Steuerelektroden eine Spannung in Abhängigkeit von
Informationssignalen zugeführt wird, wodurch die elektrisch
leitfähige Aufzeichnungsflüssigkeit zur Ausbildung eines
Bildes auf dem Steuergitter selektiv in die
Durchgangslöcher eingeführt wird, aus denen die
Aufzeichnungsflüssigkeit auf einen Aufzeichnungsträger
übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zu dem Steuergitter den Durchgangslöchern
gegenüberliegend eine Gegenelektrode angeordnet ist und
daß zwischen der Aufzeichnungsflüssigkeit und der
Gegenelektrode kontinuierlich eine vorgegebene Spannung
angelegt wird, wobei die durch die vorgegebene Spannung auf
die Aufzeichnungsflüssigkeit ausgeübte Kraft im
wesentlichen in derselben Richtung wie die auf die
Aufzeichnungsflüssigkeit beim Anlegen der Spannung an die
Steuerelektroden ausgeübte Kraft wirkt, und die Größe der
vorgegebenen Spannung so gewählt wird, daß diese für sich
allein kein Eindringen der Aufzeichnungsflüssigkeit in die
Durchgangslöcher bewirkt.
2. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die in die Durchgangslöcher des
Steuergitters eingeführte Aufzeichnungsflüssigkeit durch
das von der Gegenelektrode erzeugte elektrische Feld in
Form fliegender Tröpfchen zum Aufzeichnungsträger bewegt
und auf diesen aufgebracht wird.
3. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die in die Durchgangslöcher des
Steuergitters eingeführte Aufzeichnungsflüssigkeit durch
Kontakt-Berührung mit dem Aufzeichnungsträger auf diesen
übertragen wird.
4. Bilderzeugungsverfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungszufuhr zu
den Steuerelektroden zumindest dann beendet wird, bevor die
Aufzeichnungsflüssigkeit jeweils das obere Ende der
Durchgangslöcher erreicht.
5. Bilderzeugungsgerät zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Steuergitter (1; 17; 86; 93) vorgesehen ist, das mit
Durchgangslöchern (2; 40; 87; 94; 104) versehen ist und
jeweils in der Nähe der Durchgangslöcher angeordnete
Steuerelektroden (6; 39; 91; 95; 106) aufweist, daß
parallel zu dem Steuergitter und gegenüberliegend den
Durchgangslöchern eine Gegenelektrode (8; 89; 98; 101)
angeordnet ist und daß kontinuierlich eine vorgegebene
Spannung zwischen der Gegenelektrode und einer in Berührung
mit dem Steuergitter gehaltenen elektrisch leitenden
Aufzeichnungsflüssigkeit (5; 88; 97; 102) angelegt wird,
während eine Informationssignalen entsprechende Spannung
den Steuerelektroden so zugeführt wird, daß selektiv
Aufzeichnungsflüssigkeit in die Durchgangslöcher eingeführt
wird, und die eingeführte Aufzeichnungsflüssigkeit auf
einen Aufzeichnungsträger übertragen wird.
6. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuergitter (43; 52) eine Vielzahl
von in unabhängig voneinander steuerbaren Reihen angeordneten
Elektroden (45) aufweist, daß dem Steuergitter
ein Aufzeichnungsflüssigkeits-Zuführungsspalt (48; 50)
zugeordnet ist, daß die Gegenelektrode (53) in bezug auf
den Aufzeichnungsflüssigkeits-Zuführungsspalt auf der
gegenüberliegenden Seite des Steuergitters angeordnet ist
und daß den Elektrodenreihen eine Informationssignalen
entsprechende Spannung zugeführt wird, während das
Steuergitter über den Aufzeichnungsflüssigkeits-
Zuführungsspalt hinweggeführt wird, wodurch die
Aufzeichnungsflüssigkeit wahlweise in die in entsprechender
Ausrichtung zu dem Aufzeichnungsflüssigkeits-Zuführungsspalt
positionierten Durchgangslöchern eingeführt und zur
Ausbildung eines Bildes auf dem Aufzeichnungsträger ein von
einer Flugbewegung gefolgtes Austreten der Aufzeichnungsflüssigkeit
aus den Durchgangslöchern erzielt wird.
7. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuergitter (72) jeweils in der
Nähe des von den Steuerelektroden abliegenden Endes der
Durchgangslöcher angeordnete weitere Steuerelektroden (78)
aufweist, denen jeweils eine Spannung zur Regelung der in
die Durchgangslöcher einzuführenden Aufzeichnungsflüssigkeitsmenge
zugeführt wird, wobei die den Steuerelektroden
und den weiteren Steuerelektroden zugeführten Spannungen
gleiche Polarität haben.
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