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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Drucker in Form eines DOD-Tintenstrahldruckers
und ein Druckverfahren, die mit einem lichtaktivierten Tintenablösesystem
arbeiten.
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Auf
dem Gebiet der Drucktechnik sind Tintenstrahldrucker bekannt, die
Tintentropfen aus einem Tintenstrahlkopf in Richtung auf ein Papier
ausstoßen,
um gewünschte
Informationen auf dem Papier auszudrucken. Bei herkömmlichen
Tintenstrahldrucker-Anordnungen kann das Ausstoßen der Tintentropfen mit Hilfe
der verschiedensten Arten von Tintenstrahldruckköpfen erfolgen, etwa magnetischen
DOD-Druckköpfen
oder DOD-Druckköpfen
mit einem anorganischen elektrorestriktiven Element. Des weiteren
wurden bei herkömmlichen
Tintenstrahldrucker-Anordnungen Lichtstrahlen als Messwerkzeug zum
Messen von Eigenschaften der Tinte eingesetzt.
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US-A-S
841 448 beschreibt eine Tintenstrahl-Druckkopfanordnung, bei der
eine LED Licht auf eine Fotodiode emittiert, wonach durch die Lichtemission
erfolgte Messungen zum Erfassen einer Tintenmenge, einer Tintendichte,
usw. verwendet werden.
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US-A-4
607 267 beschreibt den Einsatz einer elektromagnetischen Welle,
durch die eine bestimmte Komponente der Tinte veranlasst wird, durch
chemische Reaktion in einer Reaktionskammer Gas zu erzeugen. Der
daraus resultierende Gasdruck bewirkt das Ausstoßen eines Tintentropfens.
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US-A-4
611 486 beschreibt den Einsatz einer Lichtquelle als Werkzeug zum
Messen und/oder Überwachen
einer Oberflächenspannung
einer Flüssigkeit.
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Die
bekannten Anordnungen, einschließlich der vorstehend erwähnten Patente,
beschreiben jedoch weder den Einsatz einer lichtempfindlichen Tinte
zum Erzeugen eines Tintentropfens, noch das Druckkonzept, nach dem
ein Lichtstrahl auf einen nicht ausgedehnten Tintentropfen gerichtet
wird, um eine Ausdehnung des nicht ausgedehnten Tintentropfens zu
bewirken, und legen dies auch nicht nahe.
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Die
Erfindung stellt einen Tinten-Ablösemechanismus für einen
DOD-Tintenstrahldrucker bereit, bei dem eine lichtempfindliche Tinte
einen ausgewählten
Tintentropfen ausbildet, wenn ein Lichtstrahl auf sie gerichtet
wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Drucker
und Verfahren ist es möglich,
einen Lichtstrahl selektiv auf eine Düsenanordnung mit nicht ausgedehnten Tintentropfen
zu richten, so dass die nicht ausgedehnten ausgewählten Tintentropfen
sich ausdehnen und die Übertragung
der Tinte auf ein Empfangsmaterial oder -medium ermöglicht wird.
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Druckvorrichtung mit mindestens
einer Düse.
Die mindestens eine Düse
weist einen Kanal mit einem darin enthaltenen Tintenvolumen auf,
das aus lichtempfindlicher Tinte besteht. Der Kanal der mindestens
einen Düse führt zu einem
Düsenausgang
derart, dass am Düsenausgang
ein am Tintenvolumen anhaftender, nicht ausgedehnter Tropfenmeniskus
ansteht. Außerdem
weist der Drucker eine Lichtquelle auf, die einen Lichtstrahl auf
den nicht ausgedehnten Tropfenmeniskus richtet, um eine Ausdehnung
des nicht ausgedehnten Tropfenmeniskus zu bewirken, so dass ein
ausgedehnter Tropfenmeniskus entsteht und Tinte auf ein Empfangsmedium übertragen
wird, welches relativ zum ausgedehnten Tintentropfenmeniskus angeordnet
ist.
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Die
Erfindung stellt ferner ein Druckverfahren bereit, bei dem nicht
ausgedehnte Tropfenmenisken aus lichtempfindlicher Tinte an einer
Vielzahl von Düsenausgängen ausgebildet
werden, ein Lichtstrahl auf mindestens einen der nicht ausgedehnten
Tropfenmenisken gerichtet wird, um einen ausgedehnten Tropfenmeniskus
auszubilden, und Tinte vom ausgedehnten Tropfenmeniskus auf ein
Empfangselement übertragen
wird.
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Ferner
stellt die Erfindung eine Druckvorrichtung bereit, die mindestens
eine Düse
aufweist. Die mindestens eine Düse
weist einen Kanal mit einem darin vorgesehenen Tintenvolumen auf.
Der Kanal der mindestens einen Düse
führt zu
einem Düsenausgang
derart, dass am Düsenausgang
ein am Tintenvolumen anhaftender, nicht ausgedehnter Tropfenmeniskus
ansteht. Das Tintenvolumen enthält lichtempfindliche
Tinte, deren Oberflächenspannung bei
Einwirkung von Licht abnimmt, so dass sich der Tintentropfenmeniskus
bei Einwirkung von Licht nach außen ausdehnt.
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Die
Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Zusammenbauen
eines Druckers, bei dem mindestens eine Düse auf einem Drucker mit einem
zu einem Düsenausgang
führenden
Tintenaufnahmebereich angeordnet wird, lichtempfindliche Tinte im
Tintenaufnahmebereich bereitgestellt wird, so dass im Tintenaufnahmebereich
ein Tintenvolumen entsteht und ein daran anhaftender Tropfenmeniskus
am Düsenausgang
bereitgestellt wird, und bei dem eine Lichtquelle in einer Position
relativ zum nicht ausgedehnten Tropfenmeniskus angeordnet wird,
um einen Lichtstrahl auf den nicht ausgedehnten Tropfenmeniskus
zu richten, so dass eine Ausdehnung des nicht ausgedehnten Tropfenmeniskus stattfindet
und ein ausgedehnter Tropfenmeniskus entsteht.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1A eine
Tintenausstoßdüse einer
Tintenausstoß-Düsenanordnung
eines dargestellten Druckkopfs;
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1B einen
ausgedehnten Tintentropfenmeniskus der Tintenausstoßdüse gemäß 1A ;
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2 ein
Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
in dem die Düsen
auf einem rotierenden Karussell angeordnet sein können;
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3 ein
Diagramm der Oberflächenspannung
als Funktion der Zeit zum Vergleich lichtempfindlicher Tinte mit
herkömmlicher,
nicht lichtempfindlicher Tinte;
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4 den
Unterschied der Ausdehnung des belichteten Tropfens gemäß 1A und
eines belichteten und erhitzten Tropfens;
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5 den
Tropfen gemäß 1A nach
dem Ablösen
und Freigeben durch das Zusammenwirken von Licht und Wärme;
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6 die
Ecke erster und zweiter Druckköpfe
als Teil des rotierenden rechteckigen Karussells gemäß 2;
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7 die
Ecke der ersten und zweiten Druckköpfe als Teil des rotierenden
rechteckigen Karussells gemäß 6;
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8 ein
Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei dem die Düsen
auf einem rotierenden Karussell angeordnet sein können und
eine geladene Platte den Ausstoß ausgewählter Tropfen
in Richtung auf ein Empfangsmedium unterstützt;
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9 ein
weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dem die
Düsen auf
einem rotierenden Karussell angeordnet sein können und eine geladene Platte
die Ausdehnung ausgewählter Tropfen
unterstützt,
so dass ausgewählte
Tropfen durch Kontakt auf ein Empfangsmedium übertragen werden;
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10A einen Querschnitt einer Tintenausstoßdüse einer
Tintenausstoß-Düsenanordnung
eines Druckkopfs mit einer einen Düsenausgang umgebenden ringförmigen,
Licht emittierenden Diode;
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10B einen (gestrichelt dargestellten) ausgedehnten
Tintentropfenmeniskus der Tintenausstoßdüse gemäß 10A und
einen in Richtung auf ein Empfangsmedium fliegenden ausgestoßenen Tintentropfen;
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11A einen Querschnitt einer Tintenausstoßdüse einer
Tintenausstoß-Düsenanordnung
mit einer ringförmigen,
Licht emittierenden Diode und einem ringförmigen Heizelement, die einen
Düsenausgang
umgeben;
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11B einen (gestrichelt dargestellten) ausgedehnten
Tintentropfenmeniskus an der Tintenausstoßdüse gemäß 11A und
einen in Richtung auf ein Empfangsmedium fliegenden ausgestoßenen Tintentropfen;
und
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12 einen
in Kontakt mit einem Empfangsmedium befindlichen ausgedehnten Tintentropfenmeniskus
an der Tintenausstoßdüse gemäß 10A.
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In
den Zeichnungen, in denen gleiche oder entsprechende Teile in allen
Ansichten durch dieselben Bezugsziffern gekennzeichnet sind, ist
in 1A ein Druckkopf 10 mit einer Anordnung
von Tintenausstoßdüsen 20 (von
denen in 1A nur eine dargestellt ist)
dargestellt. Der Druckkopf 10 ist Teil einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung,
die Tintentropfen von einem Tintenstrahldruckkopf in Richtung auf
ein Empfangsmedium ausstößt, um die
gewünschte
Information auf dem Empfangsmedium auszudrucken. Die Düsen 20 weisen
jeweils einen im Druckkopf 10 ausgebildeten Kanal 30 auf.
Optional kann ein ringförmiges
Widerstandsheizelement 40 in der Nähe eines Düsenausgangs 50 angeordnet
sein, um eine selektive Aktivierung am Düsenausgang 50 zu bewirken.
Im Kanal 30 ist in einem Tintenaufnahmebereich ein Tintenvolumen 45 vorhanden,
das erfindungsgemäße lichtempfindliche
Tinte enthält.
Am Tintenvolumen 45 haftet ein nicht ausgedehnter Tropfenmeniskus 60 an,
der aufgrund eines vorgegebenen, am Tintenvolumen 45 anliegenden
Drucks am Düsenausgang 50 auswärts gewölbt ist.
Als Beispiel einer einsetzbaren lichtempfindlichen Tinte ist ein
Farbstoff oder ein Pigment in einem oberflächenaktiven Mischsystem zu
nennen, das Natrium-Dodecylsulfat, SDS, und 4,4'-bis (Trimethylammoniumhexyloxy)Azobenzolbromid,
BTHA, enthält.
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Wie
des weiteren aus 1A ersichtlich ist, kann eine
Lichtquelle 75 einen Lichtstrahl 70 auf einen
nicht ausgedehnten Tropfenmeniskus 60 richten. Wegen der
Verwendung lichtempfindlicher Tinte bewirkt das Anlegen eines Lichtstrahls 70 an
einen nicht ausgedehnten Tropfenmeniskus 60 eine Ausdehnung
des Tropfenmeniskus 60, so dass dieser sich bei Einwirkung
des Lichtstrahls 70 aus dem Düsenausgang 50 heraus
nach außen
ausdehnt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat
der Lichtstrahl 70 eine vorgegebene Wellenlänge, und die
Tinte wird so gewählt,
dass sie lichtempfindlich ist und daher eine Oberflächenspannung
oder einen Druck aufweist, die/der bei Einwirkung von Licht rasch
abnimmt. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung, bei der eine Düsenanordnung
mit nicht ausgedehnten Menisken vorliegt, kann die Lichtquelle 75 selektiv
so angeordnet werden, dass der Lichtstrahl 70 präzise auf
einen der nicht ausgedehnten Menisken 60 gerichtet wird.
Beim Auftreffen des Lichtstrahls 70 auf den ausgewählten, nicht
ausgedehnten Meniskus 60 dehnt sich der Meniskus 60 aus
dem Düsenausgang 50 heraus
nach außen
aus und bildet den ausgedehnten Meniskus 80 aus.
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Wie
in 1B zu erkennen ist, kann der Druckkopf 10 unmittelbar
nach Ausbildung des ausgedehnten Meniskus 80 (zum Beispiel
um 90°)
gedreht werden. Jetzt kann ein Empfangsmaterial oder -medium 90 zum
Beispiel in Richtung des Pfeils 95 mit dem ausgedehnten
Meniskus 80 in Kontakt gebracht werden, so dass es sich
in einem Abstand X1 von der Düsen 20 befindet
und einer oder mehrere Tintentropfen auf das Empfangsmedium übertragen werden.
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Bei
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung kann eine Düsenanordnung 20 auf
einem mehrseitigen Karussell 85 vorgesehen sein, das sich – wie in 2 dargestellt – um eine
Spindel 97 dreht. Das Karussell 85 weist auf mindestens
zwei Seiten nicht ausgedehnte Menisken 60 auf; bei dem
in 2 dargestellten Beispiel befinden sich auf allen
vier Seiten des Karussells 85 unausgedehnte Menisken 60. Wenn
gedruckt werden soll, kann das Karussell 85 so gedreht
werden, dass die nicht ausgedehnten Menisken 60, auf die
der Lichtstrahl 70 gerichtet werden soll, der Lichtquelle 75 gegenüberstehen.
Die Lichtquelle 75 richtet dann einen Lichtstrahl 70 auf
die gewünschten
nicht ausgedehnten Menisken 60, wodurch die Menisken 60 sich
ausdehnen und ausgedehnte Menisken 80 ausbilden. Unmittelbar
danach kann das Karussell 85 in der durch den Pfeil bezeichneten
Richtung gedreht werden, so dass es dem Empfangsmedium 90 gegenübersteht.
Die ausgedehnten Menisken 80 übertragen dann Tinte auf das Empfangsmedium 90,
wenn das Empfangsmedium 90 durch Bewegung des Empfangsmediums 90 in der
Richtung 95 mit den ausgedehnten Menisken 80 in
Kontakt gebracht wird. Gemäß einem
weiteren Beispiel kann statt der Bewegung des Empfangsmediums 90 in
der Richtung 95 das Karussell 85 so ausgebildet
sein, dass es sich dreht und gleichzeitig linear auf das Empfangsmedium 90 zu
bewegt.
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3 zeigt
ein Diagramm der Oberflächenspannungseigenschaften
der erfindungsgemäßen lichtempfindlichen
Tinte. Das Diagramm der 3 zeigt die Oberflächenspannung
als Funktion der Zeit und vergleicht die erfindungsgemäße lichtempfindliche
Tinte mit herkömmlicher
oder bekannter, nicht lichtempfindlicher Tinte. Gemäß der Darstellung
in 3 bewirkt die Verwendung lichtempfindlicher Tinte
eine rasche Abnahme der Oberflächenspannung im
Vergleich zu nicht lichtempfindlicher Tinte. Insbesondere bleibt
die Oberflächenspannung
nicht lichtempfindlicher Tinte, wie durch die gestrichelte Linie
in 3 dargestellt, im Allgemeinen über den Zeitverlauf hinweg
konstant. Die Kurve A in 3, die lichtempfindliche Tinte
vor der Einwirkung von Licht repräsentiert, zeigt, dass die Oberflächenspannung
im Zeitverlauf mit einer ersten Geschwindigkeit abnimmt, während aus
Kurve B, die lichtempfindliche Tinte nach Einwirkung von Licht repräsentiert,
ersichtlich ist, dass die Oberflächenspannung
im Zeitverlauf rasch mit einer zweiten Geschwindigkeit abnimmt,
die größer als
die erste Geschwindigkeit. Somit erhält man eine effiziente Methode
der Erzeugung der in 1A, 1B und 2 dargestellten ausgedehnten
Menisken 80.
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In 3 ist
ferner zu erkennen, dass nicht ausgewählte Tintentropfen die geringere
Oberflächenspannung
der ausgewählten
(belichteten) Tintentropfen auch erreichen, jedoch zu einem späteren Zeitpunkt.
Deshalb kann in die Druckroutine eine Einheit 500 (in 3 schematisch
dargestellt) eingebaut werden, mit deren Hilfe die Tinte aus allen
Düsen zurückgezogen
oder abgesaugt und die Düsen
rasch neu gefüllt
werden können,
um einen frischen Meniskus in allen Düsen auszubilden. Dies dient
dazu, das Alter des Meniskus wieder auf Null zurückzusetzen, weil natürlich die
Oberflächenspannung
alter Menisken abnimmt, was dazu führen kann, dass nicht ausgewählte Tintentropfen
aus der Düse
vorstehen. Bei Durchführung
eines Meniskus-Auffrischverfahrens liegt das Oberflächenalter
der Menisken während
der Auswahl vorzugsweise bei unter 100 μs und ist im Wesentlichen für alle Menisken
gleich. Durch das Rücksetzen
des Oberflächenalters
der Menisken wird verhindert, dass nicht ausgewählte Tropfen sich ausdehnen
und auf das Empfangsmedium 90 übertragen werden, wenn der
Druckkopf und das Empfangsmedium 90 wieder miteinander
in Kontakt gelangen. Bei der Einheit 500 könnte es
sich um eine Spritze, Pumpe oder jede andere Vorrichtung handeln,
die in der Lage ist, Tinte aus den Düsen zurückzuziehen oder abzusaugen.
In 2 ist die Einheit 500 zwar in Verbindung
mit einer Leitung 501 dargestellt, die zu allen Düsen auf
einer Seite eines Karussells führt,
die Erfindung ist auf diese Ausführungsform
jedoch nicht beschränkt.
Die Einheit 500 kann auch zu einer Vielzahl von Leitungen
führen,
die jeweils zu einzelnen Düsen
führen,
oder kann – wie dargestellt – auch nur
zu einer einzigen Leitung führen.
Die eine Leitung kann auch Ventile aufweisen, die selektiv steuern,
aus welcher Düse
die Tinte zurückgezogen
oder abgesaugt werden soll. Auch kann eine Vielzahl von Einheiten 500 eingesetzt
werden, wobei jede Einheit dann bestimmten Düsen zugeordnet ist.
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Bei
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung kann der ausgewählte
Meniskus 80 durch Einsatz eines in 1A und 4 dargestellten
Widerstands-Heizelements 40 zu einer weiteren Ausdehnung
veranlasst werden, so dass sich der in 4 dargestellte
Meniskus ausbildet. Durch den Einsatz des Heizelements 40 kann
eine verbesserte Differenzierung zwischen ausgewählten Tropfen erreicht werden.
Denn die Wärmeeinwirkung
durch das Heizelement 40 veranlasst den Meniskus 80,
sich weiter nach außen
auszudehnen, so dass das Empfangsmedium 90 nicht so nah
an die Düse 20 herangeführt werden
muss, um zuverlässig
eine präzise
Platzierung des Tintentropfens zu bewirken; d.h. der Abstand X1 in 1B ist
kleiner als der Abstand X2 in 4.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform
besteht darin, dass die Notwendigkeit, einen extrem kleinen Abstand
zwischen dem Empfangsmedium 90 und der Düse 20 aufrechtzuerhalten,
minimiert wird. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass
die Dickentoleranzen des Empfangsmediums nicht mehr ganz so strikt
eingehalten werden müssen.
Eine enge Dickentoleranz des Empfangsmediums 90 ist deshalb
nötig,
weil der Höhenunterschied zwischen
ausgewählten
und nicht ausgewählten
Tintentropfen kleiner als 10 μm
sein kann, was voraussetzt, dass die Dicke des Empfangsmaterials
um weniger als diesen Betrag variieren darf.
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Im
Folgenden soll nun eine dritte Ausführungsform der Erfindung unter
Bezugnahme auf 1A und 5 beschrieben
werden. Gemäß 5 kann
der ausgewählte
Meniskus 80 durch den Einsatz eines Widerstands-Heizelements 40 veranlasst
werden, sich weiter auszudehnen, um einen Meniskus 85 auszubilden
und die Ablösung
eines Tropfens 150 zu bewirken. Denn durch die Einwirkung
von Wärme
vom Heizelement 40 dehnt sich der ausgedehnte Meniskus 80 weiter
nach außen
aus und löst
sich schließlich
ab und fliegt auf das Empfangsmedium 90. Ein Vorteil dieser
Ausführungsform besteht
darin, dass die Schwierigkeit der präzisen Platzierung des Empfangsmediums 90 nahe
der Düse 20 beseitigt
ist. Denn die Menge an thermischer Energie, die erforderlich ist,
damit der ausgedehnte Meniskus 80 sich ablöst und zum
Empfangsmedium 90 hin fliegt, ist größer als in dem Fall, dass das
Heizelement 40 zur Ausbildung des ausgedehnten Meniskus 80 aktiviert
wird.
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Im
Folgenden wird eine vierte Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben.
Wie dargestellt, weist das Karussell 85 einen ersten Druckkopf 10A auf,
der in einem Stadium vor dem Drucken dargestellt ist, in dem Tintentropfen 60 selektiv
belichtet werden, um ausgedehnte Tropfen 80 auszubilden,
während
ein zweiter Druckkopf 10B gegenüber dem Empfangsmedium 90 im
Druckstadium dargestellt ist. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass
das Karussell 85 weitere Druckköpfe enthalten kann, dass jedoch
für die
Zwecke der Beschreibung nur zwei Druckköpfe dargestellt sind. Bei dieser
Ausführungsform
kann der ausgedehnte Meniskus 80 durch Anlegen eines Lichtstrahls 70 und Anwendung
einer zweiten Kraft (ohne Einsatz des Heizelements 40)
veranlasst werden, sich abzulösen oder
in Richtung auf das Empfangsmedium 90 zu fliegen. Das heißt, durch
das Anlegen eines Lichtstrahls an den nicht ausgedehnten Meniskus 60 wird,
wie vorstehend beschrieben, die Oberflächenspannung verringert. Allerdings
geht die Verringerung der Oberflächenspannung
nicht so weit, dass der ausgedehnte Meniskus sich von der Düse ablöst. Durch
zusätzliches
Anlegen eines Druckimpulses an ausgewählte Tropfen, zum Beispiel
mittels eines bekannten Wandlers, etwa eines piezoelektrischen Wandlers,
oder durch eine elektromagnetisch betätigte Struktur oder eine bimorphe
Struktur, kann die Kraft der verringerten Oberflächenspannung der belichteten
Tropfen überwunden
und bewirkt werden, dass die Tropfen 80 in Richtung des
Empfangsmediums 90 fliegen.
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Die
gemeinsame Wirkung des Lichts und eines Druckimpulses ist in 6 dargestellt,
in der eine Ecke des zuvor unter Bezugnahme auf 2 erläuterten
rechteckigen Karussells 85 zu sehen ist. Die Tintenmenisken
am Druckkopf 10A werden gerade selektiv von der Lichtquelle 75 belichtet,
während Tintenmenisken
am Druckkopf 10B, die bereits selektiv belichtet wurden,
gerade auf Grund der Wirkung eines piezoelektrischen Wandlers 115 Tintentropfen 150 ausstoßen. Als 116a ist
die Ruhestellung des piezoelektrischen Wandlers 115 dargestellt;
bei Empfang eines zeitlich entsprechend abgestimmten elektrischen
Signals von einer (nicht dargestellten) Steuerung biegt sich der
Wandler 115 in die Stellung 116b, in der er die
Tinte so unter Druck setzt, dass sie die niedrigere Oberflächenspannung
der belichteten (ausgewählten)
Tropfen überwindet.
Jetzt braucht das Empfangsmedium 90 nicht in der vorstehend
beschriebenen Weise mit dem ausgedehnten Meniskus 80 in
Kontakt gebracht zu werden, vielmehr fliegen die Tintentropfen 150 auf
des Empfangsmedium 90. Des weiteren ist in Bezug auf 6 festzustellen, dass
der Druckkopf 10A eine andere Tinte enthalten kann als
der Druckkopf 10B. Ein Tintenkanal 140, der den
Druckkopf 10A mit Tinte versorgt, saugt dabei Tinte aus
einem anderen Tintenbehälter
an als ein Tintenkanal 130, der den Druckkopf 10B mit
Tinte versorgt.
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Bei
einer fünften
Ausführungsform
der Erfindung kann der ausgedehnte Meniskus 80, statt sich wie
in 6 dargestellt abzulösen, durch den Lichtstrahl 70 und
die zweite Kraft, die wie in 6 beschrieben
durch einen Druckimpuls aufgebracht wird, veranlasst werden, sich
weiter auszudehnen und am Empfangsmedium 90 in Anlage zu
kommen. Der Druckimpuls wird derart gesteuert, dass die ausgedehnten
Tropfen 80 weiter aus der Düse herausragen und Tinte selektiv
durch Kontakt auf das Empfangsmedium 90 übertragen,
wie dies in 7 dargestellt ist. Außerdem kann
das Heizelement 40 optional aktiviert werden, um zusammen
mit dem Druckimpuls den Meniskus 80 veranlassen, sich weiter
aus der Düse
herauszuschieben und selektiv Tinte durch Kontakt auf das Empfangsmedium 90 zu übertragen.
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Bei
einer sechsten Ausführungsform
der Erfindung kann in weiterer Anwendung des Konzepts der Aufbringung
einer zweiten Kraft auf die belichteten Tropfen der ausgedehnte
Tropfenmeniskus 80 durch Anlegen eines elektrischen Feldes
veranlasst werden, sich selektiv abzulösen und auf das Empfangsmedium 90 zu
fliegen, wie dies in 8 zu erkennen ist. Wie vorstehend
bereits beschrieben wurde, verringert das Anlegen eines Lichtstrahls
an den nicht ausgedehnten Meniskus 60 die Oberflächenspannung.
Allerdings wird die Oberflächenspannung nicht
soweit verringert, dass der ausgedehnte Meniskus 80 sich
von der Düse
ablöst.
Durch Anlegen eines elektrischen Feldes, zum Beispiel mittels einer geladenen
Platte 100 und eines Verbinders 110, kann die
Kraft der geringeren Oberflächenspannung
der Tropfen 80 überwunden
werden, so dass die Tropfen 80 selektiv veranlasst werden,
sich zum Empfangsmedium 90 hin abzulösen. Das selektive Ablösen der Tropfen 80 in
Richtung auf das Empfangsmedium 90 kann auch durch optionale
Anwendung des Heizelements 40 (siehe 1)
und/oder Einsatz eines Druckwandlers (6) gleichzeitig
mit dem Anlegen eines elektrischen Feldes bewirkt werden.
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Bei
einer siebten Ausführungsform
der Erfindung kann der Meniskus 80, statt sich wie in 8 abzulösen, durch
eine zweite Kraft, die zum Beispiel gemäß 9 durch
ein elektrisches Feld erzeugt wird, veranlasst werden, sich weiter
ausdehnen und das Empfangsmedium 90 zu berühren. Mittels
des durch die Platte 100 und den Verbinder 110 erzeugten
elektrischen Feldes werden die belichteten Tropfen (ausgedehnter
Meniskus) 80 veranlasst, sich weiter aus der Düse herauszuschieben
und selektiv durch Kontakt Tinte auf das Empfangsmedium 90 zu übertragen.
Außerdem
können
wahlweise ein Heizelement 40 (1) und ein
Druckwandler (6) derart vorgesehen werden,
dass sie zusammen mit dem elektrischen Feld bewirken, dass der Meniskus 80 weiter
aus der Düse
herausragt und selektiv durch Kontakt Tinte auf das Empfangsmedium 90 überträgt.
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Bei
einer achten Ausführungsform
der Erfindung ist, wie in 10A und 10B dargestellt, eine Licht emittierende Diode 240,
vorzugsweise in Form eines Ringes, um die Düse 20 herum angeordnet.
Die Licht emittierende Diode 240 kann so ausgelegt sein,
dass ein Lichtstrahl 77 auf die Verengung 65 der
Düse 20 gerichtet
wird, wodurch die Oberflächenspannung
verringert und der Tropfen 80 (ausgedehnter Meniskus) sich
ausweitet und schließlich
ablöst
und in Richtung des Empfangsmediums 90 fliegt. Dies kann
optional geschehen, während
ausgewählte
Tropfen mittels der Lichtquelle 75 zusätzlich belichtet werden. Bei
dieser Ausführungsform
werden ausgewählte
Tropfen 80 veranlasst, sich auszudehnen und den Tropfen 85 gemäß 10B auszubilden und danach mit Hilfe von Licht
allein Tropfen 150 auszubilden, die sich in Richtung des
Empfangsmediums 90 ablösen
oder fliegen. Auch hier können
ein Druckimpuls (6), ein elektrisches Feld (8) oder
Heizelemente 40 (1) derart
ausgelegt werden, dass sie mit Licht einer Licht emittierenden Diode 240 zusammenwirken,
um das Ablösen
der ausgewählten
Tropfen 80 zu erleichtern. 11A und 11B zeigen eine beispielhafte Anordnung mit einer
Kombination aus Licht emittierender Diode 240 und Heizelement 40 in
unmittelbarer Nähe
des Düsenausgangs 50.
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In 12 ist
eine neunte Ausführungsform der
Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform kann der ausgedehnte
Tropfenmeniskus 80, der weiter mit Lichtstrahlen 77 der
Licht emittierenden Diode 240 belichtet wird, anstatt sich
wie in 10B und 11B dargestellt
abzulösen,
durch einen Druckimpuls (6), Wärme (1) und/oder
ein elektrisches Feld (8) veranlasst werden, sich weiter aus
der Düse
herauszuschieben und Tinte durch Kontakt auf das Empfangsmedium 90 zu übertragen.
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Was
die Lichtquelle 75 anbelangt, so sind zur Belichtung der
lichtempfindlichen Tinte eine Reihe von Alternativen möglich. Zum
Beispiel kann ein Lichtstrahl einer einzigen Lichtquelle mittels
eines optischen Systems, das ein Abtastelement aufweist, mit dem
das Licht von einer Düse
zur anderen bewegt wird, auf die lichtempfindliche Tinte gerichtet werden.
Für die
Verwendung in einem derartigen System ist eine Vielzahl optischer
Abtastelemente denkbar, darunter Abtastspiegel, Abtastprismen und rotierende
Polygonspiegel. Darüber
hinaus kann das System durch die Verwendung mikrobearbeiteter Abtastspiegel
auf Siliconbasis kompakt gestaltet werden. Alternativ kann Licht
aus einer Anordnung einzeln steuerbarer Lichtquellen, etwa einer
Anordnung Licht emittierender Dioden oder einer Halbleiter-Laseranordnung,
durch ein optisches Abbildungssystem direkt auf die Tintenstrahl-Düsenanordnung
gerichtet werden. Durch selektives Einschalten der Lichtquellen
der Anordnung ist es möglich,
die zu belichtenden Tintendüsen
und damit die Düsen
auszuwählen,
die einen Tintentropfen freigeben sollen. Eine dritte Alternative
arbeitet mit einem räumlichen Lichtmodulator
mit einer Anzahl zwischen der Lichtquelle und der Tintendüsenanordnung
platzierter diskreter, steuerbarer Pixelelemente. Der räumliche Lichtmodulator
kann entweder ein solcher vom transmissiven Typ, etwa eine transmissive
LCD-Anordnung, oder ein solcher vom reflektiven Typ, etwa eine Mikrospiegelanordnung,
sein. Das vom räumlichen Lichtmodulator
reflektierte oder durch ihn hindurchgehende Licht dient der selektiven
Belichtung der Düsenanordnung.
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Die
Erfindung stellt daher einen Tintenstrahldrucker bereit, der mit
einem mit lichtempfindlicher Tinte arbeitenden Tintenablösesystem
zum selektiven Ausbringen von Tinte auf ein Empfangsmedium arbeitet.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass für jede Farbe des Bildes ein
Vollfarbenbild in einem Durchgang gedruckt und damit die Druckgeschwindigkeit
erhöht
werden kann. Außerdem
kann die Tinte im Wesentlichen eine Tinte auf Wasserbasis und damit
umweltfreundlich sein. Ferner kann das Heizelement 40 ein
Heizelement geringer Leistung und damit zuverlässig sein. Dies verringert
das Kogations-Risiko des Heizelements. Ferner arbeitet der erfindungsgemäße Drucker
mit geringer Leistung.