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Titel der Erfindung Verfahren zum farbigen Aufzeichnen von Informationen
mittels Tintenstrahl Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum farbigen Aufzeichnen von Informationen und Bildern mittels Tintenstrahl mit
mindestens drei Düsen und verbessert das in der DD-PA B41J/253 587/5 beschriebene
Tintenstrahldruckverfahren im Hinblick auf eine universelle Anwendung von farbigen
Aufzeichnungen.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die DD-PA B41J/253
587/5 schildert ein Tintenstrahlaufzeichnungs verfahren mit mindestens zwei Düsen,
die in einem solchen Winkel zueinander stehen, daß sich ihre Achsen vor dem Aufzeichnungsträger
in einem Punkt schneiden, wobei jedem Tintentröpfchen eine Ladung aufgebracht wird,
deren Größe aus zwei vorgegebenen Größen ausgewählt wird, und daß durch ein homogenes
elektrisches Feld der nachgeordneten gemeinsamen Ablenkelektrodenanordnung die Tintentröpfchen
mit der größeren Ladung in ein Abfanggatter abgelenkt und die Tintentröpfchen mit
der kleineren Ladung nur so stark abgelenkt werden, daß sie sich auf einer für die
zu schreibenden Tröpfchen aller Düsen gemeinsamen Flugachse zum Aufzeichnungsträger
hin weiterbewegen.
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In dieser Erfindungsbeschreibung wird auch die Zoglichkeit angedeutet,
mit drei oder vier Düsen und mit Tinten unterschiedlicher Farben zu arbeiten.
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Die DD-PA B4iJ/254 764/5 nutzt das vorstehende Verfahren und beschreibt
ebenfalls Varianten mit drei bzw. vier Düsen, wobei aber nicht mehr als zwei unterschiedlich
gefärbte Tinten Verwendung finden. Dabei wird aufgezeigt, daß ab drei Düsen nicht
mehr die beliebige Auswahl einer Düse zum Aufzeichnen möglich ist, ia unter bestimmten
Bedingungen die Tintenstrahlen sich negativ beeinflussen.
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Ziel der Erfindung Es ist Ziel der Erfindung, das vorgenanr.te Verfahren
auch zum Altfzeichnen farbiger Bilder nutzen zu können.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Technische Aufgabe, die durch die
Erfindung gelöst vird Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das in der DD-PA
B41J/253 587/5 beschriebene Tintenstrahldruckverfahren uneingeschränkt für den Mehrfarbendrusk
verwenden zu können, indem die gegenseitige, sich auf den Druck negativ auswirkende
Beeinflussung von sich kreuzende Tintenstrahlen beseitigt wird.
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Merkmale der Erfindung Die Aufgabe wird erfindungsgemäD dadurch gelost,
dab sich die Tintentröpfchen, die aus zwei benachbarten Düsen ausgesteben und nach
der gleichen Richtung abgelenkt werden, mit einer örtlichen Phasenverschiebung voll
2 bewegen, 5£ daß sich, bezogen auf die Kvpfachse, zu jedem Zeitpunkt die Tropfen
aus der einen Düse zwischen den Tr pfen aus der zweiten Düse befinden. Als t wird
der konstante Tropfenabstand bezeichnet.
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Dabei wird die Phasenverschiebung entweder durch eine um # 2 versetzte
Anordnung der benachbarten Düsen erreicht oder dadurch, dal? die periodischen Druckstörungen
im Düsenbereich, die den zeit- und lagestabilen Abriß der Tröpfchen aus dem Tintenstrahl
T bewirken, bezüglich der benachbarten Düsen zueinander um 2 zeitverschoben erfolgt
Dabei ist T di' zeitliche Peri dc der Störung.
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Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen
erläutert werden.
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In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: eine Prinzipskizze zur
Erläuterung des Standes der Technik; Fig. 2: den Stand der Technik mit 3 Düsen;
Fig. 3: den Stand der Technik mit 4 Düsen; Fig. 4: ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit 3 Düsen; Fig. 5: ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit 4 Düsen; Fig. 6:
ein Ausführungsbeispiel mit versetzten Düsen.
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Die Erfindung verbessert das in der DD-PA geschilderte Tintendruckverfahren.
Die Funktionsweise dieses Verfahrens wird nachstehend mit Hilfe der Prinzipskizze
in Fig. 1 erläutert, bei der zwei Düsen verwendet werden. Die beiden Tropfengeneratoren
1a; ib sind zueinander im Winkel zu geneigt und symmetrisch angecrdnet, wobei die
Synunetrieachse 3 senkrecht auf dem Aufzeichnungsträger 4 steht. Die Achsen der
Düsen 2a; 2b schneiden sich in einem Punkt 5, der auf der Symmetrieachse 3 liegt.
Eine Düsenachse bildet somit mit der Symmetrieaohse den Winkel ot Die einzelnen
Tröpfchen werden durch Ladeelektroden 6a; 6b, welche im TropfenabreiBpunkt kurz
hinter den Düsen angeordnet sind, mit einer definierten elektrischen Ladung versehen,
die proportional der an die Ladeelektroden 6a; 6b angelegten elektrischen Spannung
UL ist.
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Sobald die frei fliegenden Tintentröpfchen den Bereich des durch die
beiden Ablenkelektroden 7a; 7b gebildeten elektrischen Feldes erreichen, werden
sie entsprechend der ihnen verliehenen Ladung durch das Ablenkfeld in ihrer Flugrichtung
beeinflußt. Bei einem homogenen elektrischen Ablenkfeld, verursacht durch die an
den Ablenkelektroden 7a; 7b angelegte Spannung UA, geht die zunächst geradlinige
Flugbahn der Tröpfchen in eine parabolische Flugbahn 8a; 8b über. Die Richtung der
Feldlinien des elektrischen Feldes verläuft im wesentlichen rechtwinklig zur Flugbahn.
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Der Winkel Ge zwischen den DUsenachsen wird so geschlt, daß sich die
aus dem elektrischen Peld austretenden Tropfen aus beiden Düsen 2a; 2b auf einer
gemeinsamen Flugbahn, die entlang der Symmetrieachse 3 verläuft, weiterbewegen.
FUr die Dimensionierung des Winkels sind u.a. die Parameter Tropfen geschwindigkeit,
elektrische Feldstärke, Ablenkplattenlänge, die Tropfenladung und Tropfenmasse für
die aufzuzeiohnenden Tropfen zu berücksichtigen. Da nach den Ablenkelektroden 7a;
7b keine richtungsbeeinflussende Krait mehr auf die auf der Symmetrieachae 3 weiterfliegenden
Tropfen einwirkt, behalten sie diese nunmehr gemeinsame geradlinige Bahn bis zum
Auftreffen auf dem Aufzeichnungsträger 4 bei.
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Bei den hier dargestellten Verfahren ist die Richtung der Ablenkkomponente
für die Tropfen aus der linken Düse 2a gegenläufig zu den Tropfen aus der reohten
Düse 2b. Das wird bei einem gemeinsamen Ablenkfeld dadurch realisiert, daß die röpfchen
aus der einen DUse 2a positiv (+UL) und die Tröpfchen aus der anderen Düse 2b negativ
(-U) geladen werden. Ist der 3etra8 der jeweiligen Tropfenladung gleioh, dann verläuft
die Ableniung der Tröpfchen symmetrisch. Nicht für die Aufzeiohnung bestinmte Tröpfchen
werden von je einem Abfanggatter 9a; 9b, welche sich hinter dem Ablenkfeld befinden,
aufgenommen und gegebenenfalls wieder den Tintenvorratsbehältern zugeführt.
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Zu diesem Zweck wird für solche Tröpfchen im Abreißzeitpunkt eine
höhere Spannung an die entsprechende Ladeelektrode 6a; 6b gelegt, so daß sie infolge
der höheren Ladung eine größere Ablenkung erfahren, dadurch die Symmetrieachse 3
nicht erreichen und eine Flugbahn 10a; lOb einschlagen, die sie direkt in die Abfanggatter
9a; 9b führt.
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In der Beschreibung zur oben genannten DD-PA sind auch Varianten mit
drei und vier Düsen aufgezeigt worden; sie sind in der anliegenden Zeichnung noch
einmal wiedergegeben (Fig. 2 und Fig. 3). Daraus ist erkennbar, daß sich unter bestimmten
Bedingungen zwei Tintenstrahlen in einem Punkt 16 bzw. 16a bzw.
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16b kreuzen. Eine Bahnkreuzung von Tropfen aus benachbarten Düsen
liegt beispielsweise dann vor, wenn im Dreidüsensystem die
Tröpfchen
aus dem mittleren Strahl 8b ins Abfanggatter 9d abgefangen werden sollen und die
Tröpfchen aus dem äußeren Strahl So, der nach der gleichen Seite wie der mittlere
Strahl abgelenkt wird, zum Druck vorgesehen sind.
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Im Beispiel mit vier Düsen tritt eine solche Kreuzung im Punkt 16a
dann auf, wenn die Tropfen aus der linken äußeren Ixise 2a gedruckt und die Tropfen
aus der linken inneren Düse 2b abgefangen werden sollen. Analoges gilt für den Kreuzungspunkt
16b.
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Unter diesen Bedingungen und unter der Voraussetzung der synchronen
und phasengleichen Tropfengenerierung - von der die beschriebenen Patentanmeldungen
ausgehen, komnt es zu unerwünschen Vereinigungen von Tropfen und Richtungsänderungen.
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Zur Vermeidung dieser Kreuzungen wird im Stand der Eechnik eine solche
Ansteuerung der Düsen vorgesohlagen, daß ein Tropfen aus einer äußeren Düse 2a bzw.
2d immer nur unter der Bedingung zum Druck vorgesehen wird, wenn auch der ihm synchrone
Tropfen der inneren, ihm nebengeordneten Düse 2b bzw. 2c zum Druck angesteuert wird.
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Mit dieser Verfahrensweise ist natürlich die farbige Aufzeichnung
im Drei- oder Vierfarbendruck nicht möglich, denn hier muß eine Ansteuerung jeder
einzelnen Düse möglich sein, unabhängig davon, ob und welche anderen Düsen gleichzeitig
angesteuert werden.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird erreicht, daß sich die Tröpfchen
der sich kreuzenden Tintenstrahlen nicht mehr beeinflussen können. Dabei wird bewerkstelligt,
daß die beiden Tröpfchenketten, bei denen eine Kreuzung unter den vorgenannten Ansteuerbedingungen
möglich ist, sich zwar mit gleicher Geschwindigkeit und gleichem Tropfenabstand
A , jedoch nicht phasengleich bewegen. Anhand der weiteren Figuren soll diese Verfahrensweise
näher erläutert werden.
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In Fig. 4 wird ein System mit drei Düsen 2a; 2b; 2c gezeigt.
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Die Tröpfohenkette 8b aus der mittleren Düse 2b wird im angenommenen
Beispiel in das Abfanggatter 9b abgelenkt. Die
Tröpfchenketten 8a
und 8c sind sämtlich zur Aufzeichnung vorgesehen und werden auf die gemeinsame Flugbahn
3 abgelenkt.
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Es ergibt sich der Kreuzungspunkt 16 zwischen der Tröpfchenkette 8b
und der Tröpfchenkette 8c. Diese beiden Tröpfchenketten bewegen sich jedoch erfindungsgemäß
mit einer Phasenverschiebung von 2 , 80 daß sich im Kreuzungsbereich jeweils ein
Tröpfchen der einen Kette zwischen zwei Tröpfchen der anderen Kette hindurchbewegen
kann. Die Phasenlage der Tröpfchenkette 8a, die nach der anderen Seite - von der
verlängerten gemeinsamen Flugachse 3 aus gesehen - abgelenkt wird, ist für eine
einwandfreie Funktionsweise unerheblich, da diese Tröpfchen zwar mit den Tröpfchen
der anderen beiden Tröpfchenketten 8b und 8c sich auf einer Bahn vereinigen können,
sich aber nie kreuzen.
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Ähnlich liegen die Verhältnisse bei einem System mit vier Düsen, wie
es aus Fig. 5 hervorgeht. Kreuzungspunkte können sich nur zwischen den beiden benachbarten
Tröpfohenketten ergeben, die nach der gleichen Richtung abgelenkt werden, also zwischen
Kette 8a und Kette 8b sowie zwischen Kette 8c und Kette 8d. Diese benachbarten Tröpfohenketten
werden erfindungsgemäß mit einer Phasenverschiebung von # bewegt. Die Phasenlage
zwischen den 2 beiden inneren Tröpfchenketten 8b und 8c ist unerheblich.
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Die Phasenverschiebung kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden.
In dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel erfolge: die periodischen Druck- bzw. Geschwindigkeitsstörungen
im Düsenbereich, die den Abriß der Tröpfchen aus dem Tintenstrahl bewirken, mit
T einer Zeitverschiebung von 2 , wobei T die zeitliche Periode der Störung darstellt.
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Bei einer zweiten Möglichkeit, wie in Fig. 6 dargestellt, erfolgen
die periodischen Druck störungen zwar für alle Strahlen gleichzeitig, jedoch sind
die jeweils benachbarten Düsen um 2 versetzt angeordnet. Dadurch bewegen sich diese
Tröpfohenketten mit der notwendigen Ph.a8enverschiebung.
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Mit der erfindungsgemäßen Verbesserung ist es möglich geworden, das
in der DD-PA B41J/253 587/5 beschriebene neue Tintenstrahl-
druckverfahren
uneingeschränkt zum farbigen Aufzeichnen von Informationen, vor allem farbigen Bildern,
nutzen zu können.
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Bei solchen Farbaufzeichnungen werden mindestens drei, in der Regel
vier verschiedene Farben benötigt: Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz. Diese Parben
müssen einzeln und in allen möglichen Kombinationen abrufbar sein, um dem zu bedruckenden
Rasterpunkt den vorgegebenen Farbton mit der erforderlichen Sättigung und Helligkeit
zu geben. Das ist durch die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet. Da viele Tröpfchen
der einzelnen Farbkomponenten bereits vor dem Auftreffen auf dem Aufzeichnungsträger
verschmelzen, wird außerdem eine gute Farbmischung erreicht und damit die Qualität
der farbigen Aufzeichnungen verbessert.
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