DE2941322C2 - Color jet printer - Google Patents
Color jet printerInfo
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- DE2941322C2 DE2941322C2 DE19792941322 DE2941322A DE2941322C2 DE 2941322 C2 DE2941322 C2 DE 2941322C2 DE 19792941322 DE19792941322 DE 19792941322 DE 2941322 A DE2941322 A DE 2941322A DE 2941322 C2 DE2941322 C2 DE 2941322C2
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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- B41J2/08—Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection charge-control type
- B41J2/085—Charge means, e.g. electrodes
Description
Die Erfindung betrifft einen Farbstrahl-Drucker gemaß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Farbstrahl-Drucker ist aus der DE-OS 26 07 704 bekannt.The invention relates to a color jet printer according to the preamble of claim 1. Such a color jet printer is known from DE-OS 26 07 704.
Dabei sind mehrere Druckköpfe in horizontaler Richtung, nämliche in Richtung der Zeilenerstreckung, angeordnet, so daß sie zu einem bestimmten Zeitpunkt mit hoher Geschwindigkeit eine ganze Zeile drucken können. Die Ablenkelektroden werden so ausgerichtet, daß sie gemeinsam von mehreren Druckköpfen benutzt werden können; ein solcher Druckkopf mit einer Mehrfach-Düse hat einen relativ einfachen Aufbau.Several print heads are arranged in the horizontal direction, namely in the direction of the line extension, so that they can print an entire line at a time at high speed can. The deflection electrodes are aligned so that they are shared by multiple printheads can be; such a print head with a multiple nozzle has a relatively simple structure.
Bei dem bekannten elektrostatischen Farbstrahl-Drucker nach der DE-OS 26 07 704 werden die geladenen Farbtropfen in Richtung senkrecht zur Zeilenerstreckung nur soweit abgelenkt, daß sie nicht in die Auffangrinne gelangen. Dazu muß jedoch der Farbstrahl vor seiner Auflösung in die einzelnen Tintentröpfchen elektrostatisch abgelenkt werden, was einerseits zu einem weiteren Unsicherheitsfaktor für den Betrieb führt, andererseits zusätzlichen Raum erfordert und schließlich den Punkt, an dem sich der Farbstrahl in die einzelnen Tröpfchen auflöst, noch weiter von der Düse entfernt. Aus verschiedenen Gründen wird jedoch angestrebt, den Abstand zwischen Düse und diesem Auflösungspunkt so klein wie möglich zu machen.In the known electrostatic ink jet printer according to DE-OS 26 07 704, the charged Drops of paint in the direction perpendicular to the line extension only deflected so far that they do not fall into the gutter reach. To do this, however, the ink jet must be broken down into the individual ink droplets be electrostatically deflected, which on the one hand leads to a further uncertainty factor for the operation leads, on the other hand, requires additional space and finally the point at which the color beam enters the dissolves single droplets, further away from the nozzle. However, for various reasons strived to make the distance between the nozzle and this point of resolution as small as possible.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, es bei einem Farbstrahl-Drucker der angegebenen Gattung zu ermöglichen, daß die bereits in Tröpfchen aufgelösten Tintenstrahlen mit geladenen Tröpfchen in der zweiten Koordinatenrichtung immer um eine vorgege-The invention is therefore based on the object of providing a color jet printer of the specified type to allow the ink jets already dissolved into droplets with charged droplets in the second coordinate direction always by a specified
bene, konstante Strecke abgelenkt werden.be deflected on a flat, constant route.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dorch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöstAccording to the invention, this object is achieved by the im characterizing part of claim 1 specified features solved
Zweckmäßige Ausfuhrungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiertAppropriate embodiments are defined by the features of the subclaims
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere dixauf, daß jeder einzelne Tintentropfen so aufgeladen wird, daß sich die angestrebte, konstante Ablenkung ergibt Diese Aufladung erfolgt in Verbindung mit der »bildmäEigen« Aufladung, wodurch sich ein einfacher Aufbau ergibt Es ist insbesondere nicht mehr erforderlich, den noch nicht in einzelne Tintentröpfchen aufgelösten Farbstrahl insgesamt aufzuladen, wodurch sich eine größere Flexibilität und ein besseres Auflösungsvermögen erreichen läßt.The advantages achieved by the invention are based in particular on the fact that each individual ink drop is so is charged so that the desired, constant deflection results. This charging takes place in connection with the »pictorial« charging, which results in a simple structure. In particular, it is not more is necessary to charge the entire ink jet that has not yet been resolved into individual ink droplets, whereby a greater flexibility and a better resolving power can be achieved.
Es sind zwar bereits verschiedene Ausführungsformen von Farbstrahl-Druckern mit Mehrfach-Düsen entwickelt worden, bei denen die geladenen Farbtröpfchen senkrecht zur Zeilenerstreckung abgelenkt werden, damit sie die Ablaufrinne »überspringen« und damit auf den hinter der Ablaufrinne angeordneten Aufzeichnungsträger gelangen können; diese Ausfuhrungsformen haben jedoch alle den Nachteil, daß die vertikalen Ablenkung der Tintentröpfchen von einem Druckkopf zum anderen schwanken kann und sich nicht mit hoher Genauigkeit exakt einstellen läßtThere are already different embodiments of color jet printers with multiple nozzles have been developed in which the charged ink droplets are deflected perpendicular to the line extension, so that they »jump over« the drainage channel and thus onto the one behind the drainage channel Recording media can arrive; However, these embodiments all have the disadvantage that the vertical deflection of the ink droplets may and may not fluctuate from one printhead to another can be set exactly with high accuracy
So dient bei dem Farbstrahl-Drucker nach der DF,-OS 24 31077 eine Vorab-Ablenkung des gesamten Farbstrahls zu Justierungszwecken.In the case of the color jet printer, according to DF, -OS 24 31 077, the whole is deflected in advance Color beam for adjustment purposes.
Aus der DE-OS 24 45 257 geht ein Farbstrahl-Drucker einer anderen Gattung hervor, bei dem gleichmäßig geladene Farbtröpfchen verwendet werden.From DE-OS 24 45 257 a color jet printer of a different type emerges in which evenly charged ink droplets are used.
Aus der DE-OS 23 53 525 ist es schließlich bekannt, die Tintentröpfchen mit konstantem Potential in beide Richtungen, also rowohl in X- als auch in F-Richtung, abzulenken.From DE-OS 23 53 525 it is finally known to deflect the ink droplets with a constant potential in both directions, that is to say in the X as well as in the F direction.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfuhrungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert.The invention is illustrated below on the basis of preferred embodiments with reference to FIG attached drawings explained in detail.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens;1 is a schematic view to explain the idea on which the invention is based;
Fig. 2 eine Folge von acht Farbtropfen, welche schrittweise durch eine Ladeimpulsfolge geladen weiden; 2 shows a sequence of eight color drops which are gradually charged by a sequence of charging pulses;
Fig. 3 ein Ablenkelektrodensystem gemäß der Erfindung, in welchem ein Paar Ablenkelektroden der zweiten Elektrodeneinrichtung so angeordnet sind, daß der Abstand zwischen ihnen mit der Entfernung in der Ablenkrichtung der Zeitenerstreckung der geladenen Farbtropfen zunimmt, während ein Paar von Ablenkelektroden der ersten Elektrodeneinrichtung so angeordnet ist, daß der Abstand zwischen ihnen konstant ist;3 shows a deflection electrode system according to the invention, in which a pair of deflection electrodes of the second electrode means are arranged so that the Distance between them with the distance in the direction of deflection of the time extension of the charged Color drop increases while a pair of deflecting electrodes of the first electrode means so arranged so that the distance between them is constant;
Fig. 4 die Beziehung zwischen den Ablenkungen der geladenen Farbtropfen in Richtung der Zeitenerstrekkung und der Feldstärke, welche sie erfahren, wenn sie zwischen den in Fig. 3 dargestellten Ablenkelektroden für die dazu senkrechte Richtung hindurchgehen;Fig. 4 shows the relationship between the deflections of the charged color drops in the direction of the time extension and the field strength which they experience when they pass between the deflection electrodes shown in FIG. 3 for the direction perpendicular thereto;
Fi g. 5 und 6 schematische Darstellungen einer ersten und zweiten Ausfuhrungsform eines Farbstrahl-Druckkopfes mit einer Mehrfachdüse gemäß der Erfindung, wob',i eine der Ablenkelektroden der zweiten Elektrodeneinrichtung bezüglich der anderen schräggestellt ist;Fi g. 5 and 6 are schematic representations of a first and second embodiment of a color jet print head with a multiple nozzle according to the invention, wob ', i one of the deflection electrodes of the second electrode device is skewed with respect to the other;
Fig. 7 und 8 Draufsichten auf eine dritte und vierte Ausführungsform gemäß der Erfindung;7 and 8 are plan views of a third and fourth embodiment according to the invention;
F i g. 9 die Ablenkung in beiden Richtungen der geladenen Farbtropfen in den in Fig. 7 und 8 dargestellten, dritten und vierten Ausführungsfonnen;F i g. 9 shows the deflection in both directions of the charged color droplets in those shown in FIGS. 7 and 8, third and fourth embodiments;
Fig. 10 einen Druckkopf mit mehreren Düsen, der eine Anordnung von Druckkopfeinheiten der in Fig. 7 oder 8 dargestellten Art in Richtung der Zeilenerstrekkung aufweist;FIG. 10 shows a multi-nozzle printhead incorporating an array of printhead units of the type shown in FIG or 8 shown type in the direction of the line stretching having;
Fig. 11 und 12 Darstellungen zur Erläuterung eines der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens;
Fig. 13 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung oder ein Druckkopf mit einer Mehrfachdüse, die nach
dem anhand von Fig. 11 und 12 beschriebenen Grundgedanken
ausgeführt ist;11 and 12 representations for explaining an idea on which the invention is based;
13 shows a fifth embodiment of the invention or a print head with a multiple nozzle, which is designed according to the basic concept described with reference to FIGS. 11 and 12;
Fig. 14 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der Erfindung; und14 shows a schematic representation of a sixth Embodiment of the invention; and
Fig. 15 die Impulsformen der Ablenkspannungen, die an die in Fig. 14 dargestellten, Ablenkelektroden der zweiten Elektrodeneinrichtung angelegt sind.FIG. 15 shows the waveforms of the deflection voltages applied to the deflection electrodes shown in FIG of the second electrode device are applied.
Hierbei sind in den einzelnen Figuren die gleichen oder einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Anhand von Fig. 1 und 2 wird das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip beschrieben. Wie in Fig. 1 dargestellt, weist eine Druckkopfeinheit eine Düse 1, eine Ladeelektrode 2, ein Paar Ablenkelektroden 3 und 3' einer ersten Elektrodeneinrichtung zur Ablenkung in Richtung der Zeilenerstreckung CY-kichtung), ein Paar Ablenkelektrcden 4 und 4' einer zweiten Elektrodeneinrichtung zur Ablenkung in einer zur Richtung der Zeilenerstreckung und zur Richtung Düse-Aufzeichnungsmaterial senkrechten Richtung (y-Richtung) und eine Auffangrinne 5 vor einem Aufzeichnungspapier 6 auf. Farbe A wird mit einem gewissen Druck der Düse 1 zugeführt, und Ladeimpulse B werden an die Ladeelektrode 2 angelegt. Wenn die Farbtropfen frei sowohl von aerodynamischen als elektrostatischen Störungen sind, obwohi sie sich im Flug befinden, ist die Ablenkung xd eines Farbtropfens gegeben durch:The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals in the individual figures. The principle on which the invention is based is described with reference to FIGS. As shown in Fig. 1, a print head unit has a nozzle 1, a charging electrode 2, a pair of deflection electrodes 3 and 3 'of a first electrode device for deflection in the direction of the line extension (CY direction), a pair of deflection electrodes 4 and 4' of a second electrode device Deflection in a direction (y-direction) perpendicular to the direction of the line extension and the direction of the nozzle recording material and a collecting channel 5 in front of a recording paper 6. Color A is fed to the nozzle 1 with a certain pressure, and charging pulses B are applied to the charging electrode 2. If the paint drops are free of both aerodynamic and electrostatic disturbances, even though they are in flight, the deflection x d of a paint drop is given by:
m.m.
IFIF
ΐΛζ,-x-ΐΛζ, -x-
wobei m, die Masse eines Farbtropfens, Q1 die Ladung auf einem Farbtropfen, Vd eine an die Ablenkelektrode angelegte Spannung, S0 der Abstand zwischen den Ablenkelektroden, V} die Geschwindigkeit eines Farbtropfens, ld die Länge der Ablenkelektroden und Z. der Abstand vom Eintritt in die Ablenkelektroden bis zu dem Aufzeichnungspapier ist.where m, the mass of a color drop, Q 1 the charge on a color drop, V d a voltage applied to the deflection electrode, S 0 the distance between the deflection electrodes, V } the speed of a color drop, l d the length of the deflection electrodes and Z. der Is the distance from the entrance of the deflection electrodes to the recording paper.
Wie in Fig. 2 dargestellt, werden z. B. 8 treppenformige Ladeimpulse B, welche in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind, an die Ladeelektrode 2 angelegt, um acht Farbtropfen Q1 bis Q8 zu laden. Da die Ladeimpulse B negativ sind, werden die Farbtropfen Qn positiv geladen. In der Druckkopfeinheit gemäß der Erfindung ist eine Auffangrinne 5 unter der Farbpunkt-Druckzeile angeordnet, so daß die Farbtropfen an irgendwelchen Stellen auf dem Aufzeichnungsblatt 6 hinter der Auffangrinne 5 aufgebracht werden können, während dies bei herkömmlichen Farbstrahl-Druckern mit veränderlicher Ladung nicht möglich war. Folglich kann die ganze Farbpunkt-Zeile quer über das Blatt 6 gedruckt werden.As shown in Fig. 2, z. B. 8 step-shaped charging pulses B, which are arranged at the same distance from one another, applied to the charging electrode 2 in order to charge eight drops of color Q 1 to Q 8. Since the charging pulses B are negative, the color drops Q n are charged positively. In the printhead unit according to the invention, a collecting gutter 5 is arranged under the color dot printing line so that the ink droplets can be applied to any places on the recording sheet 6 behind the collecting gutter 5, whereas this was not possible with conventional ink jet printers with variable charge. As a result, the entire line of color dots can be printed across the sheet 6.
Wie in Fig. 3 dargestellt, können die Ablenkelektroden 3 und 3' parallel zueinander angeordnet werden, während die Ablenkelektroden 4 und 4' so angeordnet werden können, daß der Abstand zwischen ihnen mit der Entfernung in der Ablenkrichtung der FarbtropfenAs shown in Fig. 3, the deflection electrodes 3 and 3 'can be arranged parallel to each other, while the deflection electrodes 4 and 4 'can be arranged so that the distance between them with the distance in the deflection direction of the color droplets
5 65 6
durch Elektroden 3 und 3' zunimmt. Folglich erfährt und
jeder Farbtropfen in Abhängigkeit von seiner Lage inincreases through electrodes 3 and 3 '. Hence learns and
each drop of color depending on its location in
Richtung der Zeilenerstreckung (^-Richtung) unter- S^1 < Sdn < Sdn <... < Säyi tDirection of line extension (^ direction) under- S ^ 1 < S dn <S dn <... <S äyi t
schiedliche Kräfte, so daß die geladenen Farbtropfen Q1 different forces, so that the charged color drops Q 1
bis Qt in der dazu senkrechten Richtung (K-Richtung) s ist, kann der Abstand S,,y zwischen den F-Ablenkelek- t
um eine vorbestimmte Strecke xdy abgelenkt werden troden bestimmt werden, welcher der folgenden Bedinkönnen.
Ein nichtgeladener Farbtropfen Q0 wird durch gung genügt:
die elektrischen Felder nicht beeinflußt, so daß er sichto Qt in the perpendicular direction (K direction) s, the distance S ,, y between the F-Ablenkelek- can t by a predetermined distance x deflected dy will be determined trodes, which of the following Bedinkönnen. An uncharged drop of color Q 0 is sufficient by:
does not affect the electric fields, so that he himself
in der vorgesehenen Richtung bewegt und von der xdy = xäy^ = Xin = ... xiy%. 'moved in the intended direction and from the x dy = x äy ^ = X in = ... x iy% . '
Rinne 5 aufgenommen wird. 10 % Channel 5 is added. 10 %
Die Ablenkung xd der geladenen Farbtropfen können Damit können alle geladenen Farbtropfen Qx bis Q8 % The deflection x d of the charged color drops can thus all charged color drops Q x to Q 8 %
aus Gl. (1) in Abhängigkeit von der Ladung auf jedem um dieselbe Strecke in dieser Richtung abgelenkt wer-Farbtropfen erhalten werden. Infolgedessen werden die den.from Eq. (1) Depending on the charge on each one who is deflected by the same distance in this direction - color droplets can be obtained. As a result, the den.
Farbtropfen in der Richtung der Zeilenerstreckung in In Fig. 5 ist ein Druckkopf mit einer Mehrzahl von 'Color droplets in the direction of line extension in Fig. 5 shows a print head with a plurality of '
Abhängigkeit von der Ladung Q1 bis Q8 auf ihnen um is Düsen angeordnet, wobei die Druckkopfeinheiten der \ xdXl bis xdxt abgelenkt. vorbeschriebenen Art in einer Anordnung in Richtung iDepending on the charge Q 1 to Q 8 are arranged on them around nozzles, the printhead units being deflected from the \ x dXl to x dxt. the type described above in an arrangement in the direction i
Wenn ein Farbtropfen, welcher geladen ist, zwischen der Zeilenerstreckung angeordnet sind. Ein Paar Abden Ablenkelektroden der zweiten Elektrodeneinrich- lenkelektroden 3 und 3' der ersten Elektrodeneinrichtung hindurchgeht, ändert sich die Feldstärke, welcher tung ist für jede Druckkopfeinheit vorgesehen und eine der Farbtropten ausgesetzt ist, in Abhängigkeit von der 20 der Ablenkelektroden der zweiten Elektrodeneinrich-Ablenkung des Farbtropfens in Richtung der Zeilener- tung, an welchen eine hohe Ablenkspannung Vay angestreckung, welche ihm durch die Ablenkelektroden der legt wird, ist für alle Druckkopfeinheiten gemeinsam, ersten Elektrodeneinrichtung erteilt wird, wie in Fig. 4 während die Elektroden 4', welche geerdet dargestellt dargestellt ist. Der Farbtropfen mit der Ladung Q, ist sind, für entsprechende Druckkopfeinheiten vorgeseder Feldstärkeänderung von Ey0 bis Eyx ausgesetzt. Der 25 hen sind und, wie dargestellt, unter einem bestimmten Farbtropfen mit der Ladung Q2 ist einer Feldstärkeän- Winkel schräggestellt sind, so daß die geladenen Farbderung von £>0 bis £) j ausgesetzt, usw. Der Farbtropfen tropfen in der K-Richtung um dieselbe Strecke abgemit der Ladung Q8isi einer Feldstärkeänderung von Ey0 lenkt werden können, wie anhand der Fig. 3 und 4 bis Ey1 ausgesetzt. Die durchschnittliche Feldstärkeän- beschrieben ist. Die Ablenkungen der geladenen Farbderung, welcher der Farbtropfen Q, ausgesetzt ist, kann 30 tropfen in der JT-Richtung sind in Abhängigkeit von der ( wiedergegeben werden durch Ladung auf jedem Farbtropfen verschieden; Infolgedessen kann die ganze Farbpunktzeile quer über das Blatt 6 *gv gedruckt werden.When a color drop, which is charged, is arranged between the line extension. A pair of deflecting electrodes of the second electrode device 3 and 3 'of the first electrode device passes through, the field strength, which device is provided for each printhead unit and one of the color drops is exposed, changes depending on the 20 of the deflection electrodes of the second electrode device deflection of the Ink droplets in the direction of the line generation, to which a high deflection voltage V ay , which is applied to it by the deflection electrodes, is applied to all printhead units, the first electrode device, as in FIG. 4, while the electrodes 4 ', which are grounded is shown. The color droplets with the charge Q i are exposed to the field strength change from Ey 0 to Ey x , which is predetermined for the corresponding printhead units. The 25 hen are and, as shown, under a certain color drop with the charge Q 2 is inclined at a field strength angle, so that the charged color change from £> 0 to £) j exposed, etc. The color drop drips in the K- Direction can be steered by the same distance with the charge Q 8 isi a field strength change of Ey 0 , as exposed with reference to FIGS. 3 and 4 to Ey 1. The average field strength is described. The deflections of the charged color earth to which the color drop Q, is exposed, can drop 30 in the JT direction, are different depending on the ( are represented by the charge on each color drop; as a result, the entire line of color dots can be printed across the sheet 6 * gv will.
SdV11 + Sdy, Die Schrägstellung der geerdeten Elektroden 4' kann SdV 11 + Sdy, The inclination of the grounded electrodes 4 'can
2 35 einzeln eingestellt werden, so daß Änderungen in der2 35 can be set individually so that changes in the
y-Ablenkung von einer Einheit zur anderen beseitigty-deflection from one unit to another eliminated
wobei Sdyh der Abstand zwischen den Ablenkelektroden werden können. Andererseits kann jede Druckkopfeinder zweiten Elektrodeneinrichtung an der Eintritts- heit mit einer Einzelelektrode 4 statt mit der gemeinsteiie (d. h. der Abstand an der Stelle Q0 in Fig. 3) und samen Elektrode versehen werden, so daß die an jede Sdl ,der Abstand zwischen den Ablenkelektroden für die 40 Elektrode 4 angelegte Ablenkspannung Vay entspre-K-Richtung an der Stelle Q1 ist. chend fein eingestellt werden kann, um so Änderungenwhere S d y h can become the distance between the deflection electrodes. On the other hand, each printhead Indian can second electrode means at the entry unit with a single electrode 4 instead of the gemeinsteiie (ie, the distance at the point Q 0 in Fig. 3) and seed electrode are provided so that the dl to each S, the distance between the deflection voltage V ay applied to the deflection electrodes for the electrode 4 corresponds to the K direction at the point Q 1 . can be fine-tuned to make changes
Infolgedessen ist in Verbindung mit Gl. (1) die Ablen- in der y-Ablenkung von einer Einheit zur anderen auskung des Farbtropfens Q1 senkrecht zur Richtung der zuschalten. Infolgedessen können alle Farbtropfen in X-Zeilenerstreckung und der Achse Düse-Aufzeich- Richtung mit einem höheren Genauigkeitsgrad ausnungsmaterial, d. h. in K-Richtung, 45 gerichtet werden, so daß Druckbilder hoher GüteAs a result, in connection with Eq. (1) the deflection in the y-deflection from one unit to the other, depiction of the color drop Q 1 perpendicular to the direction of the switch. As a result, all color droplets can be directed in the X-line extension and the axis nozzle-recording direction with a higher degree of accuracy, ie in the K-direction, 45, so that printed images of high quality
gewährleistet werden können.can be guaranteed.
Qi Vdv 1 / - 1±\ InFig. 6 ist eine zweite Ausführungsform der Erfin-Qi V dv 1 / - 1 ± \ InFig. 6 is a second embodiment of the invention
Xdy m Sd + Sdv ~VT \ " T) dung dargestellt, bei welcher eine der Elektroden 3'für Xdy m S d + S dv ~ V T \ "T) shown in which one of the electrodes 3 'for
1 —is_—£L J die Ablenkung in jp-Richtung gemeinsam auf die 1 —is_— £ L J the deflection in the jp direction together on the
1 50 benachbarten Druckkopfeinheiten verteilt ist. Infolge- 1 50 adjacent printhead units is distributed. As a result-
In ähnlicher Weise kann die durchschnittliche Feld- dessen sind die benachbarten Elektroden 4', welche stärke, welcher der Farbtropfen Q2 ausgesetzt ist ange- geerdet sind, so angeordnet, daß sie symmetrisch zu der nähert werden durch gemeinsamen Elektrode 3' für die Z-Richtung sind. BeiSimilarly, the average field of which the adjacent electrodes 4 ', which are the strength to which the ink droplets Q 2 is exposed, are grounded so as to be approached symmetrically to that by the common electrode 3' for the Z- Direction are. at
dieser Anordnung ergibt sich jedoch die Schwierigkeit, Ydy 55 daß die Stellen auf dem Blatt 6 im Schatten der Elek-However, this arrangement is the difficulty, Y d y 55 that the locations on the sheet 6 in the shadow of electron
Sdii + Sdv trode 3, an welche eine hohe Ablenkspannung
IJ~2—~ legt wird, nicht mit Farbtropfen bedruckt werden können.
Diese Schwierigkeit kann dadurch beseitigt werden, daß die Düse in der Z-Richtung um einen entspre- S dii + S dv trode 3, to which a high deflection voltage
IJ ~ 2 - ~ cannot be printed with drops of color. This difficulty can be eliminated by moving the nozzle in the Z-direction by a corresponding
Durch Einsetzen dieses Wertes in Gl. (1) wird die 60 chenden Winkel geneigt wird.Substituting this value into Eq. (1) the 60 corresponding angle is inclined.
Ablenkung x^ in F-Richtung senkrecht zur Richtung Fig. 7 und 8 sind Draufsichten auf eine dritte undDeflection x ^ in the F direction perpendicular to the direction. Figs. 7 and 8 are plan views of a third and
der Zeitenerstreckung und der Achse Düse-Aufzeich- vierte Ausführungsform der Erfindung; in Fig. 9 sind nungseinrichtung für den Farbtropfen Q2 erhalten. In Flugbahnen der geladenen Farbtropfen dargestellt, ähnlicher Weise werden die Ablenkungen xdn bis xdn während in Fig. 10 eine Ausführungsform eines Farbfür die Farbtropfen Q1 bis Q8 erhalten. Da 65 strahl-Druckkopfes mit mehreren Düsen dargestellt istthe extension of time and the nozzle-recorded axis Fourth embodiment of the invention; In Fig. 9, voltage devices for the color drop Q 2 are obtained. Represented in trajectories of the charged color drops, the deflections x dn to x dn are similarly obtained while in Fig. 10 an embodiment of a color is obtained for the color drops Q 1 to Q 8 . Because 65 jet printhead is shown with multiple nozzles
In der dritten, in Fig. 7 dargestellten Ausführungs-In the third embodiment shown in FIG.
Qi < Q2 < Qi < ■ ■ ■ < Q8 form sind die Ablenkelektroden 4 und 4' für die X-Rich-Qi < Q2 <Qi <■ ■ ■ < Q 8 form are the deflection electrodes 4 and 4 'for the X-direction
tung so gekrümmt, daß sie den folgenden Bedingungention so curved that it satisfies the following conditions
genügen:suffice:
xdy x dy
(y - Jj!?l\ = _f±
\ "y 2 J KQ, (y - Jj !? l \ = _f ±
\ " y 2 J KQ,
KQ2 KQ 2
laufen genau synchron mit den Flugzeitintervallen der geladenen Farbtropfen Q, bis Q8 zwischen den Y-Ablenkelektroden. Die Flugzeitintervalle sindrun exactly synchronously with the flight time intervals of the charged color drops Q to Q 8 between the Y deflection electrodes. The time-of-flight intervals are
ίο bis t\ ίο to t \
Uo + At) bis t2 Uo + At) to t 2
(I0 + 2 At) bis /3 (I 0 + 2 At) to / 3
für den Farbtropfen Q,
für den Farbtropfen Q2
für den Farbtropfen Q3 for the color drop Q,
for the color drop Q 2
for the color drop Q 3
xdy x dy
(Z0 + 7 At) bis Ig für den Farbtropfen Q8 (Z 0 + 7 At) to Ig for the color drop Q 8
wobei ldJ/l bis ldy% die Strecken sind, welche die entsprechenden Farbtropfen mit den Ladungen Q\ bis Qg zwischen den K-Abienkelektroden 4 und 4' zurücklegen, und K eine Konstante ist, die aus Gl. (1) erhalten wird, wenn rrij, Vdy, Sdy und Vj konstant sind.where l dJ / l to l dy% are the distances which the corresponding color droplets with the charges Q \ to Qg cover between the K deflection electrodes 4 and 4 ', and K is a constant which is derived from Eq. Is obtained (1) when rrij, V dy, dy S and Vj are constant.
Wenn die Ablenkelektroden für die y-Richtung, 4 und 4', gewölbt sind, wie oben beschrieben, können alle geladenen Farbtropfen Q, bis Q8 in der y-Richtung um denselben Wert abgelenkt werden, während der nichtgeladene Farbtropfen Q0 überhaupt nicht abgelenkt wird, sich folglich in der vorgegebenen Richtung bewegt und von der Rinne 5 aufgenommen wird, welche unter der Farbpunkt-Druckzeile angeordnet ist.If the deflection electrodes for the y-direction, 4 and 4 ', are curved, as described above, all charged color drops Q 1 to Q 8 can be deflected by the same amount in the y-direction, while the uncharged color drop Q 0 is not deflected at all is, consequently moves in the predetermined direction and is picked up by the channel 5, which is arranged below the color dot printing line.
Bei der vierten in Fig. 8 dargestellten Ausfuhrungsform ist die Form der Elektroden für die y-Richtung, 4 und 4', ebenfalls in der vorbeschriebenen Weise festgelegt. Die in Fig. 8 dargestellte Form hat den Vorteil, daß die geladenen Farbtropfen Q1 bis Q8 genauer die entsprechenden vorbestimmten Strecken ldV] bis ldyi zwischen den }'-Ablenkelektroden 4 und 4' zurücklegen. In the fourth embodiment shown in FIG. 8, the shape of the electrodes for the y-direction, 4 and 4 ', is also fixed in the manner described above. The shape shown in FIG. 8 has the advantage that the charged color drops Q 1 to Q 8 more precisely cover the corresponding predetermined distances I dV] to I dyi between the} 'deflection electrodes 4 and 4'.
In den anhand der Fig. 1 bis 10 beschriebenen Ausfuhrungsformen sind die Ablenkelektroden für die y-Richtung so angeordnet, daß der Abstand zwischen ihnen mit der Entfernung in der Ablenkrichtung der geladenen Farbtropfen aufgrund der Ablenkelektroden für die ^'-Richtung zunimmt, oder daß die Ablenkelektroden für die y-Richtung einen konstanten Abstand zwischen sich haben, so daß die Farbtropfen in der vertikalen Richtung um denselben Wert unabhängig von der Ladung auf den jeweiligen Farbtropfen abgelenkt werden können; jedoch können dieselben Wirkungen erhalten werden, wenn eine sägezahnförmige Ablenkspannung an ein Paar Ablenkelektroden für die y-Richtung angelegt wird, welche parallel zueinander angeordnet sind, wie im einzelnen nachstehend noch beschrieben wird.In the embodiments described with reference to FIGS the deflection electrodes for the y-direction are arranged so that the distance between them with the distance in the deflection direction of the charged ink droplets due to the deflection electrodes for the ^ 'direction increases, or that the deflection electrodes for the y-direction have a constant distance have between them so that the color drops in the vertical direction by the same value regardless of the charge can be deflected on the respective paint drop; however, they can have the same effects can be obtained when a sawtooth-shaped deflection voltage is applied to a pair of deflection electrodes for the y-direction is applied, which are arranged parallel to each other, as described in detail below will.
In Fig. 11 wird eine vorbestimmte Ablenkspannung + Vdx an ein Paar Ablenkelektroden für die X-Richtung, X und Λ", angelegt, welche parallel zueinander angeordnet sind, während eine sägezahnförmige Ablenkspannung Vlly wie in Fig. 12 dargestellt ist, an ein Paar Ablenkelektroden für die y-Richtung, yund Y', angelegt wird, welche auch parallel zueinander und senkrecht zu den Ablenkelektroden X und X' angeordnet sind, wobei die geladenen Farbtropfen in der (hier: vertikalen) y-Richtung um denselben Wert abgelenkt werden können.In FIG. 11, a predetermined deflection voltage + V dx is applied to a pair of deflection electrodes for the X direction, X and Λ ", which are arranged in parallel with each other, while a sawtooth-shaped deflection voltage V lly as shown in FIG. 12 is applied to a Pair of deflection electrodes for the y-direction, y and Y ', is applied, which are also arranged parallel to each other and perpendicular to the deflection electrodes X and X' , the charged color droplets being deflected in the (here: vertical) y-direction by the same value can.
Jedoch wird ein nicht geladener Farbtropfen Q0 nicht in y-Richtung abgelenkt, so daß er sich in einer vorbestimmten Richtung bewegt und von der Auffangrinne 5 aufgenommen wird.However, an uncharged ink drop Q 0 is not deflected in the y direction, so that it moves in a predetermined direction and is picked up by the collecting chute 5.
In Fig. 12 ist die sägezahnförmige Ablenkspannung Vdy dargestellt, welche an den y-Ablenkelektroden angelegt wird. Die Anstiegs- und Abfallintervalle verwobei At der zeitliche Abstand zwischen benachbarten Farbtropfen ist. Die Zeitintervalle zwischen /, und t2% zwischen t2 und /3,... und zwischen ti und /g nehmen wegen der Summierung des Zeitabstandes zwischen den Farbtropfen alimählich zu, und die Flugzeitintervalle nehmen zu, da die Ladung auf den Farbtropfen zunimmt, da, wenn die Geschwindigkeit dieselbe ist, die Ladung auf einem Farbtropfen umso höher ist, je mehr der Farbtropfen in der X-Richtung abgelenkt wird, so daß dessen Flugbahn zwischen den Ablenkelektroden Tür die y-Richtung länger wird. Infolgedessen wird der Farbtropfen mit der Ladung Q, in der y-Richtung um einen Wert abgelenkt, welcher proportional zu der schraffierten Fläche S\ inFig. 12 ist. In ähnlicher Weise werden die Farbtropfen Q2 bis Q8 abgelenkt.In Fig. 12, the sawtooth-shaped deflection voltage V dy is shown, which is applied to the y-deflection electrodes. The rise and fall intervals where At is the time interval between adjacent color drops. The time intervals between /, and t 2% between t 2 and / 3, ... and between ti and / g gradually increase because of the summation of the time interval between the color drops, and the time-of-flight intervals increase as the charge on the color drop increases since, if the speed is the same, the more the color drop is deflected in the X-direction, the higher the charge on a color drop, so that its trajectory between the deflection electrodes door the y-direction becomes longer. As a result, the color drop with the charge Q, is deflected in the y-direction by a value which is proportional to the hatched area S \ inFig. 12 is. The color droplets Q 2 to Q 8 are deflected in a similar manner.
Die Ablenkspannung für die y-Richtung, Vdyi, die an die Ablenkelektroden für die y-Richtung von den Zeitpunkten t0 bis f] angelegt wird, während welcher der Farbtropfen Qi zwischen den Elektroden hindurchfliegt, ist gegeben durch: The deflection voltage for the y-direction, V dyi, which is applied to the deflection electrodes for the y-direction from the times t 0 to f], during which the color droplet Qi flies through between the electrodes, is given by:
6565 h - Ό h - Ό
Durch Einsetzen dieses Wertes in Gl. (1) wird eine Ablenkung in y-Richtung xdyi, wie folgt erhalten:Substituting this value into Eq. (1) a deflection in y-direction x dyi is obtained as follows:
m,m,
IAzn- ^-IAz n - ^ -
In ähnlicher Weise können die Größen je,,,., bis xdn erhalten werden. Da die Ladung auf den Farbtropfen von Q, bis Qj zunimmt, nimmt die Ablenkspannung für die y-Richtung von Vdyx bis Vdy% ab. Wie oben beschrieben, kann die Ablenkspannung Vdy auf diese Weise linear synchron mit den Flugzeitintervallen der geladenen Farbtropfen geändert werden, so daß der folgenden Bedingung genügt werden kann:Similarly, the sizes up to x dn can be obtained. As the charge on the ink drops increases from Q 1 to Q j, the deflection voltage for the y direction decreases from V dyx to V dy% . In this way, as described above, the deflection voltage V dy can be changed linearly in synchronism with the flight time intervals of the charged ink drops, so that the following condition can be satisfied:
dy\dy \
iVr> · · * fliVr> · · * Fl
dytdyt
Das heißt, alle geladenen Farbtropfen Q1 bis Q8 können in der y-Richtung unabhängig von der Ladung auf den Farbtropfen um denselben Wert abgelenkt werden. Die Ablenkungen in der X- (oder hier: der horizontalen) Richtung ändern sich in Abhängigkeit von der Ladung Qi bis Q8 auf den Farbtropfen.That is to say, all charged color drops Q 1 to Q 8 can be deflected by the same amount in the y-direction regardless of the charge on the color drop. The deflections in the X (or here: the horizontal) direction change depending on the charge Qi to Q 8 on the color drop.
In Fig. 13 ist schematisch ein Druckkopf mit mehreren Düsen dargestellt, in welchem die Druckkopfeinheiten der vorbeschriebenen Art in einer Anordnung in Richtung der Zeilenerstreckung angeordnet sind. Die Farbtropfen, welche von den Düsen C abgegeben werden und welche geladen sind, werden entlang der Farbpunkt-Druckzeile A aufgebracht, während jedoch die nichtgeladenen Farbtropfen in der Höhe B verbleiben und sich zu der Auffangrinne 5 hin bewegen. DieIn FIG. 13, a print head with a plurality of nozzles is shown schematically, in which the print head units of the type described above are arranged in an arrangement in the direction of the line extension. The ink droplets which are discharged from the nozzles C and which are charged are applied along the color dot printing line A , while the non -charged ink droplets remain at the level B and move towards the collecting chute 5. the
.. _ -, . . - ■ ■ —— ' ■ ' ' ■—W _ -,. . - ■ ■ —— ' ■''■ - W
ίοίο
Ablenkelektroden für die /-Richtung, Kund Y', sind für alle Druckkopfeinheiten gemeinsam vorgesehen und an sie wird die Ablenkspannung für die K-Richtung, Vd}, angelegt, wie anhand von Fig. 12 beschrieben ist, so daß die geladenen Farbtropfen in X-Richtung weg von dem Auffangpegel B abgelenkt werden können.Deflection electrodes for the / direction 'Kund Y' are provided in common for all printhead units and the deflection voltage for the K direction, V d} , is applied to them, as described with reference to FIG. 12, so that the charged ink drops in X-direction away from the collection level B can be deflected.
Die fünfte insoweit beschriebene Ausführungsform hat den Vorteil, daß, da die Ablenkelektroden für die A'-und y-Richtung parallel zueinander angeordnet sind, die Herstellung der Druckköpfe sehr vereinfacht werden kann.The fifth embodiment described so far has the advantage that, since the deflection electrodes for the A'- and y-direction are arranged parallel to each other, the manufacture of the print heads can be very simplified.
In Fig. 14 ist eine sechste Ausführungsform eines Druckkopfes mit mehreren Düsen dargestellt, welche im Aufbau ähnlich der fünften, in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform ist, außer daß eine der Ablenkelektroden für die K-Richtung, Y', welche geerdet dargestellt ist, für alle Druckkopfeinheiten gemeinsam ist, während die anderen Ablenkelektroden für die F-Richtung, Y] und Y2, für entsprechende Druckkopfeinheiten vorgesehen sind und abwechselnd mit Spannungsquellen Vdyi und Vd„ für K-Ablenkspannungen verbunden sind, welche, wie in Fig. 15 dargestellt, entgegengesetzte Phasen haben.In Fig. 14, a sixth embodiment is shown of a print head with multiple nozzles which the fifth, in embodiment of FIG. 13 is similar in construction, except that one of the deflection electrodes for the K-direction, Y ', which shown grounded for all printhead units is common, while the other deflection electrodes for the F direction, Y] and Y 2 , are provided for corresponding printhead units and are alternately connected to voltage sources V dyi and V d " for K deflection voltages, which, as in FIG shown have opposite phases.
Eine der Ablenkelektroden für die jf-Richtung, X, an welche, wie dargestellt, die Ablenkspannung +Vdx angelegt wird, ist gemeinsam für die benachbarten Druckkopfeinheiten vorgesehen, so daß die geladenen Farbtropfen durch die benachbarten Druckkopfeinheiten in entgegengesetzten Richtungen abgelenkt werden. Gemäß der Erfindung ist somit ein Farbstrahl- Drucker geschaffen, mit welchem nicht nur Bilder hoher Güte, sondern auch jeder Farbpunkt gleichzeitig entlang der Farbpunkt-Druckzeile gedruckt werden kann. Ferner kann die Anordnung von Ablenkelektroden sehr vereinfacht werden, so daß auch die Anord- nung von mehreren Düsen sehr viel einfacher wird.One of the deflection electrodes for the jf direction, X, to which the deflection voltage + V dx is applied as shown, is provided in common for the adjacent printhead units so that the charged ink drops are deflected in opposite directions by the adjacent printhead units. According to the invention, a color jet printer is thus created with which not only high quality images, but also each color point can be printed simultaneously along the color point print line. Furthermore, the arrangement of deflection electrodes can be very simplified, so that the arrangement of several nozzles is also very much easier.
4040
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