EP2011656A1 - Creation and deflection ink drops of various sizes - Google Patents

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EP2011656A1
EP2011656A1 EP08012220A EP08012220A EP2011656A1 EP 2011656 A1 EP2011656 A1 EP 2011656A1 EP 08012220 A EP08012220 A EP 08012220A EP 08012220 A EP08012220 A EP 08012220A EP 2011656 A1 EP2011656 A1 EP 2011656A1
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EP
European Patent Office
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sound
ink jet
ink
pulse
drops
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EP08012220A
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German (de)
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Klaus Pechtl
Peter Schmitt
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KBA Metronic GmbH
Original Assignee
KBA Metronic GmbH
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • 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
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/075—Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection
    • B41J2/08—Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection charge-control type
    • B41J2/09—Deflection means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/02—Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet
    • B41J2/03—Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet by pressure
    • B41J2002/033—Continuous stream with droplets of different sizes

Definitions

  • the invention relates to a method for generating, in particular also for deflecting drops of ink of different sizes, in particular within a typeface of a continuous ink jet printer, wherein from a nozzle of a pressure chamber, a continuous contiguous ink jet emerges.
  • the invention further relates to a device for generating, in particular also for deflecting ink droplets of different sizes from a continuous ink jet, in particular within a typeface comprising a pressure chamber with a nozzle for generating a continuously emerging contiguous ink jet.
  • the nozzle in this case has an opening diameter in the range of eg 30 ⁇ to 200 ⁇ m. From the nozzle now the ink jet initially emerges as a continuous ink jet, which is impractical for a label, since the characters generated here are constructed in this type of labeling of individual dots or individual ink droplets.
  • a modulation element is mounted on the pressure chamber, which generates pressure fluctuations in the exiting ink jet, so that after leaving the nozzle after a short time at a defined distance breaks up into individual similar drops of ink.
  • the size of the ink drops depends on the applied modulation frequency, the nozzle diameter and the pressure generated by the pump, and can be set within the limits set by the combination of said parameters for the system. A variation of the droplet size of successive ink droplets is not possible.
  • the ink droplets are each provided with an individual electrical charge, the height of the charge depending on the desired impact position on the product to be labeled. To ensure electrical charging, the ink has a low electrical conductivity.
  • the ink droplet has not yet broken off from the ink jet emanating from the nozzle of the ink jet printer, so that due to electrical influence free charge carriers in the ink are moved towards or away from the charging electrode, depending on the polarity and magnitude of an external charging voltage Ink chamber and thus the ink reservoir, for example, electrically held at ground potential.
  • the charging electrode has no mechanical contact with the ink jet.
  • the ink droplet now tears off the ink jet while it is in the field region of the charging electrode, then the electrical charges migrated through the influence in the droplets remain in the drop volume and this appears to be electrically charged even after the demolition. If, for example, the charging electrode is charged positively, the negative free currents will migrate when the ink jet enters the electric field of the charging electrode Charge carriers in the ink into the field, whereas the positively charged free charge carriers in the ink are forced out of the electric field.
  • the electrically charged ink droplets subsequently enter the electrostatic field of a plate capacitor and, depending on their individual charge, are more or less deflected from their rectilinear trajectory and, upon leaving the electrostatic field, fly at a certain angle dependent on their charge continue to their original trajectory.
  • the ink droplets receive a certain fixed charge or remain uncharged, so that they meet after exiting the electrostatic field of the plate capacitor in a collection tube, from where they over Pump system be pumped back into the ink tank. This causes the unprinted ink to circulate, resulting in the designation of continuous ink jet printers.
  • a disadvantage of the described conventional design is that due to the systemic deflection of the ink droplets, the ink itself must have a low electrical conductivity, albeit low, so that the individual charge amount required for the electrostatic deflection can be applied to each individual ink droplet.
  • this may be an ink which has magnetic properties.
  • Such an ink could, for example, be rendered electrically conductive by means of an additive, but the trajectories of the respective ink droplets can not be controlled due to the induction phenomena that occur and the associated additional additional deflection forces.
  • the DE 103 07 055 in contrast, describes a method for deflecting ink drops, which deflects the ink drops generated in the usual way by pressure modulation in the ink by means of an ultrasonic wave depending on the applied sound energy to different degrees.
  • the drops are generated via the pressure chamber by means of a resonance process and Thus, at least at a certain frequency in each case have an equal size, so that a typeface with different weights only by an overlay of several drops of ink generated and thus only in stages can be generated.
  • a further disadvantage is that when using a simple sound generator due to the size of the sound-generating surface, the acting sound energy not only acts exclusively on the ink drops to be deflected but at least partially on vorausfer and subsequent drops, whereby a precise deflection of the ink drops is only partially possible.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and a device with which it is possible to eliminate the disadvantages mentioned. It is also an object of the invention to provide a method and a device with which it is possible to produce differently sized ink droplets within an inscription to be applied and to precisely divert them into a desired direction of flight
  • the object is achieved according to the invention in that, in contrast to the known technique, the generation of individual ink droplets from a continuous and contiguous ink jet after leaving the ink jet from the nozzle of the pressure chamber takes place in that a series of sound pulses laterally meets the propagation direction on the contiguous ink jet, and with each sound pulse, a portion of the ink jet acted on by the sonic pulse is released from the contiguous ink jet and deflected from its original propagation direction, thereby disrupting the original ink jet and forming in the original propagation direction an ink jet from the remaining portions, the respective length thereof is selectable by the time interval between two successive sound pulses.
  • a device of the type mentioned in which at least one sound generator outside the pressure chamber and the side of the ink jet is arranged, with which a sequence of sound pulses can be generated, which laterally meet the direction of propagation to the contiguous ink jet, with each Sonic pulse, a portion of the ink jet, which is acted upon by the sound pulse from the contiguous ink jet and deflected from its original propagation direction, whereby the original ink jet is interrupted and in the original direction of propagation, an ink jet from the remaining sections is formed, their respective length of the time interval between two successive sound pulses depends.
  • the invention is based on the core idea that by means of a sound pulse, preferably a bundled ultrasonic pulse or hypersonic pulse, a coherent ink jet can be selectively and preferably repeatedly interrupted so that, depending on the time interval of the sound interruption pulses, different lengths of remaining ink jet sections can result continue their original trajectory.
  • a sound pulse preferably a bundled ultrasonic pulse or hypersonic pulse
  • At least one sound generator is arranged, which is controlled by a suitable electrical control via a higher-level control and in particular short sound pulses across Inkjet sends out.
  • the ink jet passes through the respective focal points, so that the sound energy of the sound pulses can act in the best possible way on the ink jet.
  • the contiguous ink jet is hit by at least one sound pulse at the focal point of a first sound generator, a certain portion of the ink jet is released by means of the energy transmitted to the ink jet via the sound pulse and the associated sound pulse, whereby the ink jet is interrupted.
  • the leached portion leaves the original trajectory of the ink jet and flies at a certain angle range to the original Fugbahn on and can be collected by means of a catcher and back into the ink cycle be transported.
  • the remaining ink jet sections thus produced due to the fragmentation of the original contiguous ink jet can have a different arbitrary or even the same length, depending on the time sequence of the interrupting sound pulses.
  • these remaining portions due to the internal cohesive forces of the ink, form into different sized drops of ink depending on the length of the sections.
  • the ink jet is subdivided by means of a first sound pulse train of a specific frequency into sections remaining the same length, which can each be subdivided into segments of different length by means of a second sound pulse.
  • a first sound pulse train of a specific frequency into sections remaining the same length, which can each be subdivided into segments of different length by means of a second sound pulse.
  • one or two ink droplets can be formed from the respective route sections, of which in each case one can be provided for printing, for example.
  • the respective other drops can be collected by means of a suitable collecting device and fed back to the ink circuit. This makes it possible in a simple manner to produce ink droplets of different sizes for a label.
  • the maximum size of an ink droplet generated from such a section depends essentially on the length of the defined section.
  • an external frequency can, for example, be provided by an external machine controller and, for example, depend on the web speed of a production machine.
  • the deflection of the ink droplets produced in this way can take place in a subsequent deflection device, for example, by deflecting the respective ink droplets intended for labeling by means of a second sound generator into specific deflecting directions by imparting thereto a deflection pulse by means of at least one sound pulse acting laterally on the respective droplet , which preferably acts perpendicular to its original momentum and the ink drops in a for original direction of propagation is deflected inclined new direction of movement.
  • the sound pulses may differ in terms of their duration, their energy, their frequency spectrum, their pulse shape or their focus, etc., whereby it is also possible to generate a deflection of a drop, for example by means of a plurality of sound pulses.
  • the possible trajectories of the deflected ink droplets can be fan-shaped relative to one another, for example, whereby a pressure line can be written in the case of a deflection in a transverse direction to the original trajectory.
  • Sound are used, such as electrodynamic transducers, piezoelectric transducers, electrostrictive transducers, magnetostrictive transducers, electrostatic transducers, plasma generators, etc. wherein at least a portion of the pulsed sound waves generated by the sound generator are focused into a focal point according to the invention.
  • an acoustic lens, a reflector material or a combination thereof can be used.
  • the sound generator and in particular a sound-generating surface in such a way that it acts, for example, as a Fourier-transformed at least one substantially punctiform sound event.
  • sound waves emanating from this surface can be concentrated essentially in one or more focal points.
  • the sound-generating surface in a simple case, for example, designed as a Fresnel zone plate, wherein the sound-generating surface is divided into individual concentrically regions each individually controllable electrically.
  • a corresponding embodiment of the sound-generating surface and a corresponding electrical control of the respective areas to produce a plurality of mutually independent acoustic foci, so as to divide the ink jet into corresponding sections and, for example, in a first focal point resulting from to divert the ink droplets formed in the respective sections individually.
  • FIG. 1 shows for comparison with the invention by way of example a printhead of the known type of continuous ink jet printer.
  • the ink 1 is first pumped from a reservoir 2 by means of a pump 3 via leads 4a into the pressure chamber 5, at one end of which a nozzle 6 is introduced.
  • the pressure in the pressure chamber 5 is modulated so that the ink jet 9 emerging from the nozzle 6 at a short distance to its exit into individual ink droplets 11 of substantially the same size breaks up.
  • the individual ink droplets 11 are provided with an individual electrical charge via a charging electrode 8.
  • the ink drops 11 now enter an electric field 21, which is formed by means of the electrodes 20a and 20b of the plate capacitor 20.
  • the individual ink droplets are deflected into different spatial directions 101, 102 shown by way of example.
  • the total number of possible deflection angles depends only on the control of the charging electrode and is not limited in principle.
  • the individual plates 20a and 20b of the plate capacitor 20 may be inclined relative to each other, as in FIG. 1 shown. However, it is also possible to use plates arranged parallel to one another without restriction of generality.
  • the polarity and strength of the electric field 21 is expediently kept substantially constant in this embodiment, since a change in the field strength to a plurality of drops, which are located in the field space of the plate capacitor at this time, simultaneously affects and thus an influence of a single drop is impossible.
  • FIG. 2 shows a schematic representation for the production of ink droplets of different sizes.
  • the continuous and contiguous ink jet 9 exiting the nozzle 6 of a pressure chamber 5 along a direction of propagation 100 passes through the focal point 42c of a first sound generator arrangement 40 which comprises, for example, a recording device 40d for a sound generator 40a and a focusing device 40b upstream of the sound generator 40a, whereby the means of the Sound generator 40a sound waves 140 are bundled into a focal point 42c.
  • a first sound generator arrangement 40 which comprises, for example, a recording device 40d for a sound generator 40a and a focusing device 40b upstream of the sound generator 40a, whereby the means of the Sound generator 40a sound waves 140 are bundled into a focal point 42c.
  • the ink portions 12, which are dissolved out at the interruption of the ink jet 9 and thereby learn about the sound pulse a specific deflection pulse are thereby deflected, for example in a deflection 110 and get into, for example, a collecting opening 19a of a collecting device 18a, as in the FIGS. 3 and 4 and can be transported back into the ink tank 2 via return lines 4c.
  • each section Sn-1, Sn, Sn + 1,... can be divided into two differently sized ink drops by means of said second sound pulses, it is still possible, for example for a label, only the drops Sbn-1, Sbn, Sbn + 1, ... to use for a label and to deflect accordingly by means of a downstream deflection device for generating a printing line.
  • the remaining ink drops San-1, San, San + 1, ... are not deflected thereby and, for example, enter the collecting opening 19 of a collecting device 18 and can be conveyed back into the ink tank 2 via return lines 4b.
  • ink sheets Sb having different volumes for lettering, whereby the minimum volume of an ink drop provided for the lettering may disappear and the maximum volume of an ink drop intended for a lettering may be equal to the volume of ink present in a section Sn.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a first embodiment of an ink jet print head according to the invention for the generation and Deflection of ink droplets of a not necessarily electrically conductive ink and in particular an electrically non-conductive ink.
  • the ink 1 is for this purpose pumped from a reservoir 2 by means of a pump 3 via leads 4a in a pressure chamber 5, at one end of which a nozzle 6 is located. Due to the substantially static pressure generated by the pump 3 in the pressure chamber 5, the ink 1 exits the pressure chamber 5 via the nozzle 6 as a continuous and contiguous ink jet 9 along a propagation direction 100 and after a certain distance enters the area of the sound generation system 40th
  • the sound generator system 40 comprises, for example, a sound generator 40a located in a holder 40d, which has a focusing device 40b on its side facing the ink jet 9.
  • the distance of the sound generator system 40 to the ink jet 9 and in particular the configuration of the focusing device 40b are determined such that the focal point of the focusing device 40b falls on the ink jet 9 moving along the propagation direction 100.
  • the sound pulses 140 emitted from the sound generator 40a are concentrated in a small area on the ink jet 9 so as to transmit to a certain area of the ink jet 9 a certain sound energy and a certain sound pulse, thereby dividing the continuous and contiguous ink jet 9 into certain sections Sn-1, Sn, Sn + 1, .. can be divided by each of a particular ink content is dissolved at the separation points.
  • Tropfenablenkvoriques 41 which for example also represents a working by means of sound pulses deflector (sound generator) determine the required for a particular deflection type of sound pulses in a higher-level control and the sound generator 41 a control accordingly.
  • the deflection device 41 comprises, for example, a sound generator 41a located in a recording device 41d, whose generated sound waves 141 are focused by means of a focusing device 41b into a focal point 41c.
  • the deflecting device 41 is arranged transversely to the direction of propagation 100 of the ink drops Sa, Sb such that the ink drops Sa, Sb each pass through the focal point 41c and can be deflected by means of sound pulses from their original direction 100 into a desired new direction 101, 102, 103.
  • Ink droplets not intended for printing are not deflected and reach, for example, the collecting opening 19 of a collecting device 18 and can be transported back into the ink tank 2 via a return line 4b. If, for example, only the generated ink drops Sb are used for printing, they experience a respective required movement pulse transversely to their original direction of movement 100 according to size and desired direction of deflection via a sound pulse acting on them, whereas the ink drops Sa experience no additional impulse and along the direction 100 enter the said collecting opening 19. As a result, it is possible, for one purpose, to divert ink droplets of different sizes into a desired direction in a targeted manner, and thus one out of individual pressure points different size existing label on a substrate to produce.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the invention for generating ink droplets and their deflection, in which the sound generator system 42 is designed to produce different sized ink droplets so that it can be operated as a Fourier transform a punctiform sound event.
  • the deflection of the differently sized ink droplets produced in this way can be carried out in a manner similar to that described above by means of a downstream deflection device 43, which can also be designed as a Fourier-transformed at least one point-shaped sound event.
  • a downstream deflection device 43 which can also be designed as a Fourier-transformed at least one point-shaped sound event.
  • the use of "Fourier transform" sound generators it is also possible, for example, to improve the transmission effect of Sound energy to the ink jet 9 or the ink droplets to be deflected the focal point 42c, 43c along the direction 100, for example by changing the phase angles and / or the amplitudes and / or the frequency spectra of the sound generating segments 42a to each other at least for the duration of the sound pulse carry.

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

The method involves crossing a sequence of sound pulses lateral to a propagation direction (100) on a coherent ink jet (9) and a portion of the ink jet is extracted on which the sound pulse influences from the coherent ink jet with each sound pulse, is developed. The original ink jet is interrupted and an ink jet is developed from the remaining portions in the original propagation direction, whose respective length is selectable by the temporal distance between two sound pulses subsequent to each other. An independent claim is also included for a device for producing deflection of ink drops of different size from a continuous ink jet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung, insbesondere auch zur Ablenkung von Tintentropfen unterschiedlicher Größe insbesondere innerhalb eines Schriftbildes eines kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckers, wobei aus einer Düse einer Druckkammer ein kontinuierlicher zusammenhängender Tintenstrahl austritt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Erzeugung, insbesondere auch zur Ablenkung von Tintentropfen unterschiedlicher Größe aus einem zusammenhängenden Tintenstrahl, insbesondere innerhalb eines Schriftbildes umfassend eine Druckkammer mit einer Düse zur Erzeugung eines kontinuierlich austretenden zusammenhängenden Tintenstrahls.The invention relates to a method for generating, in particular also for deflecting drops of ink of different sizes, in particular within a typeface of a continuous ink jet printer, wherein from a nozzle of a pressure chamber, a continuous contiguous ink jet emerges. The invention further relates to a device for generating, in particular also for deflecting ink droplets of different sizes from a continuous ink jet, in particular within a typeface comprising a pressure chamber with a nozzle for generating a continuously emerging contiguous ink jet.

Kontinuierlich arbeitende Tintenstrahldrucker werden seit vielen Jahren industriell zur Kennzeichnung von unterschiedlichsten Produkten eingesetzt. Das bisherige Arbeitsprinzip dieser Tintenstrahldrucker funktioniert so, dass eine zu verdruckende Tinte aus einem Vorratsbehälter über Pumpen mit Überdruck in eine im eigentlichen Druckkopf sich befindliche Druckkammer gefördert wird, die an der dem zu bedruckenden Gut zugewandten Seite eine Düse aufweist.Continuous inkjet printers have been used industrially for many years to label a variety of products. The previous operating principle of this inkjet printer works so that an ink to be printed from a reservoir via pumps with positive pressure is conveyed into a located in the actual print head pressure chamber, which has a nozzle on the side facing the material to be printed.

Die Düse hat hierbei einen Öffnungsdurchmesser im Bereich von z.B. 30µ bis 200µm. Aus der Düse tritt nun der Tintenstrahl zunächst als kontinuierlicher Tintenstrahl aus, was jedoch für eine Beschriftung unzweckmäßig ist, da die hierbei erzeugten Schriftzeichen bei dieser Art der Beschriftung aus einzelnen Punkten beziehungsweise einzelnen Tintentropfen aufgebaut sind.The nozzle in this case has an opening diameter in the range of eg 30μ to 200μm. From the nozzle now the ink jet initially emerges as a continuous ink jet, which is impractical for a label, since the characters generated here are constructed in this type of labeling of individual dots or individual ink droplets.

Um den Tintenstrahl in einzelne gleichartige Tintentropfen zu zerlegen, ist an der Druckkammer ein Modulationselement angebracht, welches Druckschwankungen in dem austretenden Tintenstrahl erzeugt, so dass dieser nach dem Austritt aus der Düse nach kurzer Zeit in einem definierten Abstand in einzelne gleichartige Tintentropfen aufbricht. Die Größe der Tintentropfen hängt dabei von der angelegten Modulationsfrequenz, dem Düsendurchmesser und dem von der Pumpe erzeugten Druck ab, und lässt sich innerhalb der aus der Kombination der genannten Parameter vorgegebenen Grenzen für das System einstellen. Eine Variation der Tropfengröße einander nachfolgender Tintentropfen ist dabei nicht möglich.In order to decompose the ink jet into individual similar drops of ink, a modulation element is mounted on the pressure chamber, which generates pressure fluctuations in the exiting ink jet, so that after leaving the nozzle after a short time at a defined distance breaks up into individual similar drops of ink. The size of the ink drops depends on the applied modulation frequency, the nozzle diameter and the pressure generated by the pump, and can be set within the limits set by the combination of said parameters for the system. A variation of the droplet size of successive ink droplets is not possible.

Kurz vor dem Abreißen der Tintentropfen vom ausgetretenen Tintenstrahl werden die Tintentropfen jeweils mit einer individuellen elektrischen Ladung versehen, wobei die Höhe der Ladung von der gewünschten Auftreffposition auf dem zu beschriftenden Produkt abhängt. Um das elektrische Aufladen zu gewährleisten, weist die Tinte eine geringe elektrische Leitfähigkeit auf.Shortly before the tearing off of the ink drops from the leaked ink jet, the ink droplets are each provided with an individual electrical charge, the height of the charge depending on the desired impact position on the product to be labeled. To ensure electrical charging, the ink has a low electrical conductivity.

Während des Ladevorganges ist der Tintentropfen noch nicht von dem aus der Düse des Tintenstrahldruckers ausgetretenen Tintenstrahl abgerissen, so dass aufgrund von elektrischer Influenz freie Ladungsträger in der Tinte je nach Polarität und Stärke einer äußeren Ladespannung zur Ladeelektrode hinbewegt werden oder von ihr wegbewegt werden, wobei die Tintenkammer und damit das Tintenreservoir beispielsweise elektrisch auf Massepotential gehalten wird. Die Ladeelektrode hat dabei keinen mechanischen Kontakt zum Tintenstrahl.During the charging process, the ink droplet has not yet broken off from the ink jet emanating from the nozzle of the ink jet printer, so that due to electrical influence free charge carriers in the ink are moved towards or away from the charging electrode, depending on the polarity and magnitude of an external charging voltage Ink chamber and thus the ink reservoir, for example, electrically held at ground potential. The charging electrode has no mechanical contact with the ink jet.

Reißt der Tintentropfen nun von dem Tintenstrahl ab, während er sich im Feldbereich der Ladeelektrode befindet, so verbleiben die durch die Influenz in den Tropfen gewanderten elektrischen Ladungen in dem Tropfenvolumen und dieses erscheint auch nach dem Abriss nach außen hin elektrisch geladen. Wird beispielsweise die Ladeelektrode positiv aufgeladen, so wandern beim Eintritt des Tintenstrahls in das elektrische Feld der Ladeelektrode die negativen freien Ladungsträger in der Tinte in das Feld hinein, wohingegen die positiv geladenen freien Ladungsträger in der Tinte aus dem elektrischen Feld herausgedrängt werden.If the ink droplet now tears off the ink jet while it is in the field region of the charging electrode, then the electrical charges migrated through the influence in the droplets remain in the drop volume and this appears to be electrically charged even after the demolition. If, for example, the charging electrode is charged positively, the negative free currents will migrate when the ink jet enters the electric field of the charging electrode Charge carriers in the ink into the field, whereas the positively charged free charge carriers in the ink are forced out of the electric field.

Dadurch findet eine Ladungstrennung unmittelbar vor dem Abriss des Tropfens an der Vorderkante des Tintenstrahls statt und das so erzeugte Ladungsungleichgewicht in dem abreißenden Tropfen bleibt erhalten und der Tropfen verlässt in diesem Beispiel negativ geladen den Feldbereich der Ladeelektrode.As a result, a charge separation takes place immediately prior to the demolition of the droplet at the leading edge of the ink jet, and the charge imbalance thus created in the tearing droplet is retained and the droplet leaves the field region of the charging electrode negatively charged in this example.

Da der Tintentropfen konstruktionsbedingt und prinzipbedingt während der Einflusszeit der Ladespannung auf den Tropfen abreißt, bleibt wie beschrieben auf dem abgelösten Tintentropfen eine Ladungsmenge zurück, deren Größe bei einer konstanten elektrischen Leitfähigkeit der Tinte entsprechend der Höhe der angelegten Ladespannung ist und bei einer Veränderung der Ladespannung somit auch die Ladungsmenge auf jedem Tropfen verändert werden kann.Since the ink droplet tears off due to the design and principle during the influence of the charging voltage on the droplets, as described on the detached ink droplet, a charge quantity whose size is at a constant electrical conductivity of the ink according to the height of the applied charging voltage and thus with a change in the charging voltage Also, the amount of charge on each drop can be changed.

Auf ihrem zunächst geradlinigen Flug treten die elektrisch geladenen Tintentropfen nachfolgend in das elektrostatische Feld eines Plattenkondensators ein und werden je nach ihrer individuellen Ladung mehr oder weniger aus ihrer geradlinigen Flugbahn abgelenkt, und fliegen nach dem Verlassen des elektrostatischen Feldes unter einem von ihrer Ladung abhängigen bestimmten Winkel zu ihrer ursprünglichen Flugbahn weiter.On their initially straightforward flight, the electrically charged ink droplets subsequently enter the electrostatic field of a plate capacitor and, depending on their individual charge, are more or less deflected from their rectilinear trajectory and, upon leaving the electrostatic field, fly at a certain angle dependent on their charge continue to their original trajectory.

Mit diesem Prinzip können unterschiedliche Auftreffpositionen auf einer zu beschriftenden Oberfläche mit einzelnen Tintentropfen angewählt werden, wobei dies in dieser Ausführung nur in einer Ablenkrichtung erfolgt. Zum Ausblenden einzelner Tropfen aus dem Schriftbild oder wenn nicht gedruckt werden soll erhalten die Tintentropfen eine bestimmte feste Ladung oder bleiben ungeladen, so dass sie nach dem Austritt aus dem elektrostatischen Feld des Plattenkondensators in ein Auffangrohr treffen, von wo sie über ein Pumpensystem in den Tintentank zurückgepumpt werden. Dadurch zirkuliert die nicht verdruckte Tinte im Kreis, was zu der Bezeichnung kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker geführt hat.With this principle, different impact positions can be selected on a surface to be labeled with individual ink droplets, which in this embodiment takes place only in a deflection direction. To hide individual drops from the typeface or when not to print, the ink droplets receive a certain fixed charge or remain uncharged, so that they meet after exiting the electrostatic field of the plate capacitor in a collection tube, from where they over Pump system be pumped back into the ink tank. This causes the unprinted ink to circulate, resulting in the designation of continuous ink jet printers.

Nachteilig an der geschilderten konventionellen Ausführung ist, dass aufgrund der systembedingten Ablenkungsweise der Tintentropfen die Tinte selbst eine wenn auch geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen muss, so dass die für die elektrostatische Ablenkung erforderliche individuelle Ladungsmenge auf jeden einzelnen Tintentropfen aufgebracht werden kann.A disadvantage of the described conventional design is that due to the systemic deflection of the ink droplets, the ink itself must have a low electrical conductivity, albeit low, so that the individual charge amount required for the electrostatic deflection can be applied to each individual ink droplet.

Hierdurch wird die Anzahl von einsetzbaren Tinten eingeschränkt, da es nicht bei jeder gewünschten Tintenzusammensetzung möglich oder zweckmäßig ist, diese selbst oder über Zusatzstoffe mit einer elektrischen Leitfähigkeit zu versehen. Beispielhaft kann hierfür eine Tinte stehen, welche magnetische Eigenschaften aufweist. Eine solche Tinte könnte beispielsweise mittels eines Zusatzstoffes elektrische leitfähig gestaltet werden, die Flugbahnen der jeweiligen Tintentropfen lassen sich jedoch aufgrund der auftretenden Induktionserscheinungen und den damit verbundenen unterschiedlichen zusätzlichen Ablenkungskräften nicht kohtrollieren.This limits the number of usable inks because it is not possible or convenient for any desired ink composition to provide these by themselves or via additives with an electrical conductivity. By way of example, this may be an ink which has magnetic properties. Such an ink could, for example, be rendered electrically conductive by means of an additive, but the trajectories of the respective ink droplets can not be controlled due to the induction phenomena that occur and the associated additional additional deflection forces.

Die DE 103 07 055 beschreibt in Gegensatz hierzu ein Verfahren zur Ablenkung von Tintentropfen, welches die in üblicher Art durch Druckmodulationen in der Tinte erzeugten Tintentropfen mittels einer Ultraschallwelle je nach aufgewendeter Schallenergie unterschiedlich stark ablenkt.The DE 103 07 055 in contrast, describes a method for deflecting ink drops, which deflects the ink drops generated in the usual way by pressure modulation in the ink by means of an ultrasonic wave depending on the applied sound energy to different degrees.

Vorteilhaft bei dieser Art der Ablenkung ist, dass die zu verdruckenden Tinten keine elektrische Leitfähigkeit mehr aufweisen müssen, was die Verwendung einer großen Anzahl unterschiedlichster Tinten mit unterschiedlichsten Eigenschaften ermöglicht.An advantage of this type of deflection is that the inks to be printed no longer need to have electrical conductivity, which allows the use of a large number of different inks with very different properties.

Nachteilig bei der in der DE 103 07 055 geschilderten Art ist, dass die Tropfen über die Druckkammer mittels eines Resonanzprozesses erzeugt werden und damit zumindest bei einer bestimmten Frequenz jeweils eine gleiche Größe aufweisen, so dass ein Schriftbild mit unterschiedlichen Strichstärken nur durch eine Überlagerung mehrerer Tintentropfen erzeugbar und damit nur in Stufen erzeugbar ist. Nachteilig ist weiterhin, dass bei der Verwendung eines einfachen Schallerzeugers aufgrund der Größe der schallerzeugenden Fläche die einwirkende Schallenergie nicht nur ausschließlich auf den abzulenkenden Tintentropfen wirkt sondern zumindest teilweise auch auf vorausfliegende und nachfolgende Tropfen, wodurch eine präzise Ablenkung der Tintentropfen nur bedingt möglich ist.Disadvantageous in the DE 103 07 055 way described is that the drops are generated via the pressure chamber by means of a resonance process and Thus, at least at a certain frequency in each case have an equal size, so that a typeface with different weights only by an overlay of several drops of ink generated and thus only in stages can be generated. A further disadvantage is that when using a simple sound generator due to the size of the sound-generating surface, the acting sound energy not only acts exclusively on the ink drops to be deflected but at least partially on vorausfliegende and subsequent drops, whereby a precise deflection of the ink drops is only partially possible.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welchem es möglich ist, die genannten Nachteile zu beseitigen. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welchem es möglich ist, innerhalb einer aufzubringenden Beschriftung unterschiedlich große Tintentropfen zu erzeugen und in eine gewünschte Flugrichtung präzise abzulenkenThe object of the invention is therefore to provide a method and a device with which it is possible to eliminate the disadvantages mentioned. It is also an object of the invention to provide a method and a device with which it is possible to produce differently sized ink droplets within an inscription to be applied and to precisely divert them into a desired direction of flight

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass im Unterschied zur bekannten Technik die Erzeugung einzelner Tintentropfen aus einem kontinuierlichen und zusammenhängenden Tintenstrahl nach dem Verlassen des Tintenstrahl aus der Düse der Druckkammer dadurch erfolgt, dass eine Folge von Schallpulsen seitlich zur Ausbreitungsrichtung auf den zusammenhängenden Tintenstrahl trifft, und mit jedem Schallpuls ein Abschnitt des Tintenstrahls, auf den der Schallpuls einwirkt, aus dem zusammenhängenden Tintenstrahl herausgelöst und aus seiner ursprünglichen Ausbreitungsrichtung abgelenkt wird, wodurch der ursprüngliche Tintenstrahl unterbrochen wird und in der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung einen Tintenstrahl aus den verbleibenden Abschnitten ausbildet, deren jeweilige Länge durch den zeitlichen Abstand zwischen zwei auf einander folgenden Schallpulsen wählbar ist.The object is achieved according to the invention in that, in contrast to the known technique, the generation of individual ink droplets from a continuous and contiguous ink jet after leaving the ink jet from the nozzle of the pressure chamber takes place in that a series of sound pulses laterally meets the propagation direction on the contiguous ink jet, and with each sound pulse, a portion of the ink jet acted on by the sonic pulse is released from the contiguous ink jet and deflected from its original propagation direction, thereby disrupting the original ink jet and forming in the original propagation direction an ink jet from the remaining portions, the respective length thereof is selectable by the time interval between two successive sound pulses.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei der wenigstens ein Schallerzeuger außerhalb der Druckkammer und seitlich des Tintenstrahls angeordnet ist, mit dem eine Folge von Schallpulsen erzeugbar ist, die seitlich zur Ausbreitungsrichtung auf den zusammenhängenden Tintenstrahl treffen, wobei mit jedem Schallpuls ein Abschnitt des Tintenstrahls, auf den der Schallpuls einwirkt, aus dem zusammenhängenden Tintenstrahl herauslösbar und aus seiner ursprünglichen Ausbreitungsrichtung ablenkbar ist, wodurch der ursprüngliche Tintenstrahl unterbrechbar ist und in der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung einen Tintenstrahl aus den verbleibenden Abschnitten bildbar ist, deren jeweilige Länge von dem zeitlichen Abstand zwischen zwei auf einander folgenden Schallpulsen abhängt.The object is further achieved by a device of the type mentioned, in which at least one sound generator outside the pressure chamber and the side of the ink jet is arranged, with which a sequence of sound pulses can be generated, which laterally meet the direction of propagation to the contiguous ink jet, with each Sonic pulse, a portion of the ink jet, which is acted upon by the sound pulse from the contiguous ink jet and deflected from its original propagation direction, whereby the original ink jet is interrupted and in the original direction of propagation, an ink jet from the remaining sections is formed, their respective length of the time interval between two successive sound pulses depends.

Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, dass mittels eines Schallpulses, bevorzugt eines gebündelten Ultraschallimpulses oder Hyperschallimpulses ein zusammenhängender Tintenstrahl gezielt und bevorzugt wiederholt unterbrochen werden kann, so dass sich je nach zeitlichem Abstand der Schall-Unterbrechungspulse unterschiedlich lange verbleibende Tintenstrahlabschnitte ergeben können, welche sich in ihrer ursprünglichen Flugbahn weiterbewegen.The invention is based on the core idea that by means of a sound pulse, preferably a bundled ultrasonic pulse or hypersonic pulse, a coherent ink jet can be selectively and preferably repeatedly interrupted so that, depending on the time interval of the sound interruption pulses, different lengths of remaining ink jet sections can result continue their original trajectory.

Dabei kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass seitlich zu dem die Düse der Druckkammer verlassenden Tintenstrahl, bevorzugt in einem 90° Winkel angeordnet, wenigstens ein Schallerzeuger angeordnet ist, welcher mittels einer geeigneten elektrischen Ansteuerung über eine übergeordnete Steuerung angesteuert wird und insbesondere kurze Schallpulse quer zum Tintenstrahls aussendet.It can be inventively provided that laterally to the nozzle of the pressure chamber leaving ink jet, preferably arranged at a 90 ° angle, at least one sound generator is arranged, which is controlled by a suitable electrical control via a higher-level control and in particular short sound pulses across Inkjet sends out.

Es kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen sein, die erzeugten Schallpulse, bzw. Folge von Schallpulsen zu fokussieren, z.B. dadurch, dass zwischen einem Schallerzeuger und dem Tintenstrahl eine Fokussiereinrichtung für die Schallpulse angeordnet wird, mit welcher die von jedem Schallerzeuger ausgesandten Schallwellen des Schallpulses in einen jeweiligen Brennpunkt fokussiert werden.It can furthermore be provided according to the invention to focus the generated sound pulses or sequence of sound pulses, for example by arranging a focusing device for the sound pulses between a sound generator and the ink jet, with which the sound waves of the sound pulse emitted by each sound generator are directed into a respective one Focus to be focused.

Dabei kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass der Tintenstrahl durch die jeweiligen Brennpunkte verläuft, so dass die Schallenergie der Schallpulse in bestmöglicher Weise auf den Tintenstrahl einwirken kann.It may preferably be provided that the ink jet passes through the respective focal points, so that the sound energy of the sound pulses can act in the best possible way on the ink jet.

Wird dabei beispielsweise der noch zusammenhängende Tintenstrahl im Brennpunkt eines ersten Schallerzeugers von wenigstens einem Schallpuls getroffen, so wird mittels der über den Schallpuls auf den Tintenstahl übertragenen Energie und dem zugehörigen Schallimpuls ein bestimmter Abschnitt des Tintenstrahls herausgelöst, wodurch der Tintenstrahl unterbrochen wird.If, for example, the contiguous ink jet is hit by at least one sound pulse at the focal point of a first sound generator, a certain portion of the ink jet is released by means of the energy transmitted to the ink jet via the sound pulse and the associated sound pulse, whereby the ink jet is interrupted.

Da der herausgelöste Anteil des Tintenstrahls über den Schallimpuls gleichzeitig einen Bewegungsimpuls quer zu dessen ursprünglichen Flugbahn erfährt, verlässt der herausgelöste Anteil dabei die ursprüngliche Flugbahn des Tintenstrahls und fliegt unter einem bestimmten Winkelbereich zur ursprüngliche Fugbahn weiter und kann mittels einer Auffangvorrichtung aufgefangen und in den Tintenkreislauf zurück transportiert werden.Since the liberated portion of the ink jet on the sound pulse simultaneously experiences a motion pulse transverse to its original trajectory, the leached portion leaves the original trajectory of the ink jet and flies at a certain angle range to the original Fugbahn on and can be collected by means of a catcher and back into the ink cycle be transported.

Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die so aufgrund der Zerteilung des ursprünglichen zusammenhängenden Tintenstrahls erzeugten verbleibenden Tintenstrahlabschnitte dabei eine unterschiedliche beliebige oder auch gleiche Länge aufweisen können, je nach der zeitlichen Abfolge der unterbrechenden Schallpulse. Entlang des weiteren Weges formen sich diese verbleibenden Abschnitte aufgrund der inneren Kohäsionskräfte der Tinte je nach Länge der Abschnitte zu Tintentropfen unterschiedlicher Größe.It may be provided according to the invention that the remaining ink jet sections thus produced due to the fragmentation of the original contiguous ink jet can have a different arbitrary or even the same length, depending on the time sequence of the interrupting sound pulses. Along the way, these remaining portions, due to the internal cohesive forces of the ink, form into different sized drops of ink depending on the length of the sections.

Es kann dabei zweckmäßig sein, nicht alle der so erzeugten Tintentropfen für eine Beschriftung zu verwenden und die nicht benötigte Tintentropfen in eine dafür vorgesehene Auffangvorrichtung zu leiten, aus welcher sie beispielsweise in denIt may be expedient not to use all of the ink drops thus generated for a label and to direct the unneeded ink drops in a designated catching device from which they, for example, in the

Tintenkreislauf zurück transportiert werden.Ink circulation are transported back.

Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, dass der Tintenstrahl mittels einer ersten Schallpulsfolge einer bestimmten Frequenz in gleich lange verbleibende Abschnitte unterteilt wird, welche jeweils mittels eines zweiten Schallpulses in unterschiedlich lange Streckenabschnitte unterteilt werden können. Hierdurch können aus den jeweiligen Streckenabschnitten jeweils ein oder zwei Tintentropfen gebildet werden, von denen jeweils beispielsweise einer für eine Bedruckung vorgesehen sein kann.According to the invention, it can be provided that the ink jet is subdivided by means of a first sound pulse train of a specific frequency into sections remaining the same length, which can each be subdivided into segments of different length by means of a second sound pulse. In this way, one or two ink droplets can be formed from the respective route sections, of which in each case one can be provided for printing, for example.

Die jeweiligen anderen Tropfen können dabei mittels einer geeigneten Auffangvorrichtung gesammelt werden und dem Tintenkreislauf wieder zugeführt werden. Hierdurch ist es in einfacher Weise möglich, für eine Beschriftung Tintentropfen unterschiedlicher Größe zu erzeugen. Die maximale Größe eines dabei aus einem solchen Abschnitt erzeugten Tintentropfen hängt dabei im wesentlichen von der Länge des definierten Abschnittes ab.The respective other drops can be collected by means of a suitable collecting device and fed back to the ink circuit. This makes it possible in a simple manner to produce ink droplets of different sizes for a label. The maximum size of an ink droplet generated from such a section depends essentially on the length of the defined section.

Es kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen sein, eine für eine Beschriftung beispielsweise notwendige Tropfenfrequenz und / oder Taktfrequenz für die Ansteuerung von Schallerzeugern durch eine Anpassung der Frequenz der ersten Schallpulsfolge zu erzeugen, beziehungsweise diese an eine äußere vorgegebene Frequenz anzupassen. Eine solche äußere Frequenz kann beispielsweise von einer externen Maschinensteuerung bereit gestellt werden und beispielsweise von der Bahngeschwindigkeit einer Produktionsmaschine abhängen.It may further be provided according to the invention, for example, to generate a labeling for a necessary drop frequency and / or clock frequency for the control of sound generators by adjusting the frequency of the first sound pulse train, or to adapt this to an external predetermined frequency. Such an external frequency can, for example, be provided by an external machine controller and, for example, depend on the web speed of a production machine.

Die Ablenkung der so erzeugten Tintentropfen kann erfindungsgemäß in einer nachfolgenden Ablenkvorrichtung beispielsweise dadurch erfolgen, dass die jeweiligen für eine Beschriftung vorgesehenen Tintentropfen mittels einem zweiten Schallerzeuger in bestimmte Ablenkrichtungen abgelenkt werden, indem mittels wenigstens eines seitlich auf den jeweiligen Tropfen einwirkenden Schallpulses diesem ein Ablenkimpuls aufgeprägt wird, welcher bevorzugt senkrecht zu seinem ursprünglichen Bewegungsimpuls wirkt und der Tintentropfen in eine zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung geneigt verlaufende neue Bewegungsrichtung abgelenkt wird.According to the invention, the deflection of the ink droplets produced in this way can take place in a subsequent deflection device, for example, by deflecting the respective ink droplets intended for labeling by means of a second sound generator into specific deflecting directions by imparting thereto a deflection pulse by means of at least one sound pulse acting laterally on the respective droplet , which preferably acts perpendicular to its original momentum and the ink drops in a for original direction of propagation is deflected inclined new direction of movement.

Es kann dabei erfindungsgemäß vorgesehen sein, die aufgrund der erfindungsgemäß erzeugten, unterschiedlichen Tropfengrößen erforderlichen unterschiedlichen Schallpulse dadurch zu erzeugen, dass mittels einer der Ablenkvorrichtung vorgeschalteten Sensorvorrichtung die Größe und/oder Masse der abzulenkenden Tintentropfen kontinuierlich ermittelt wird und mittels einer übergeordneten Steuerung die für eine bestimmte Ablenkung erforderlichen Schallpulse über die Ablenkvorrichtung zu erzeugen.It may be inventively provided to generate the required different sound pulses due to the inventively generated, different droplet sizes, that by means of a deflection device upstream sensor device, the size and / or mass of ink drops to be deflected continuously determined and by means of a higher-level control for a certain Deflection required to produce sound pulses through the deflection device.

Hierdurch ist gewährleistet, dass alle für eine Beschriftung vorgesehenen Tintentropfen unterschiedlicher Größe, welche in eine bestimmte Ablenkrichtung abgelenkt werden sollen mittels eines jeweiligen angepassten Schallpulses gezielt abgelenkt werden können. Die Schallpulse können sich dabei unterscheiden hinsichtlich ihrer Dauer, ihrer Energie, ihres Frequenzspektrums, ihrer Impulsform oder auch ihrer Fokussierung etc., wobei auch möglich ist, eine Ablenkung eines Tropfens beispielsweise mittels mehrerer Schallpulse zu erzeugen.This ensures that all ink droplets of different sizes intended for a label, which are to be deflected in a specific deflection direction, can be deflected in a targeted manner by means of a respective adapted sound pulse. The sound pulses may differ in terms of their duration, their energy, their frequency spectrum, their pulse shape or their focus, etc., whereby it is also possible to generate a deflection of a drop, for example by means of a plurality of sound pulses.

Je nach Ausführung der Ablenkvorrichtung ist es dabei möglich, dass die möglichen Flugbahnen der abgelenkten Tintentropfen beispielsweise zueinander fächerförmig liegen, wodurch beispielsweise bei einer Ablenkung in eine Querrichtung zur ursprünglichen Flugbahn eine Drucklinie geschrieben werden kann.Depending on the design of the deflection device, it is possible for the possible trajectories of the deflected ink droplets to be fan-shaped relative to one another, for example, whereby a pressure line can be written in the case of a deflection in a transverse direction to the original trajectory.

Es ist auch möglich beispielsweise mittels einer bestimmten Anzahl von hintereinander angeordneten Ablenkvorrichtungen (Schallerzeugern) die Tintentropfen in mehrere zueinander parallel verlaufenden Ablenkrichtungen abzulenken, wodurch vorteilhafterweise die Höhe einer so erzeugten Drucklinie im wesentlichen unabhängig vom Abstand des Bedruckstoffes zum Tintenstrahldruckkopfs istIt is also possible, for example by means of a certain number of successively arranged deflection devices (sound generators) to deflect the ink drops in a plurality of parallel deflection directions, whereby advantageously the height of a printing line thus generated is substantially independent of the distance of the printing material to the ink jet print head

Diejenigen Tintentropfen, welche nicht für eine aufzubauende Drucklinie benötigt werden und welche dementsprechend auch keine Ablenkung durch ein Schallfeld erfahren, können bevorzugt in üblicher Weise in die Auffangöffnung eines Fangrohrs gelangen und werden beispielsweise mittels einer Pumpe in den Tintenkreislauf zurück transportiert.Those drops of ink which are not required for a printing line to be built up and which accordingly do not experience any deflection by a sound field can preferably reach the collecting opening of a catching pipe in the usual way and are transported back into the ink circulation, for example by means of a pump.

Als Schallerzeuger zur Erzeugung einzelner Tintentropfen und / oder deren Ablenkung können beispielsweise alle bekannten Verfahren zur Erzeugung vonAs a sound generator for generating individual ink droplets and / or their deflection, for example, all known methods for the production of

Schall verwendet werden, wie beispielsweise elektrodynamische Wandler, Piezowandler, elektrostriktive Wandler, magnetostriktive Wandler, elektrostatische Wandler, Plasmaschallerzeuger etc. wobei erfindungsgemäß zumindest ein Teil der von dem Schallerzeuger erzeugten gepulsten Schallwellen in einen Brennpunkt fokussiert werden.Sound are used, such as electrodynamic transducers, piezoelectric transducers, electrostrictive transducers, magnetostrictive transducers, electrostatic transducers, plasma generators, etc. wherein at least a portion of the pulsed sound waves generated by the sound generator are focused into a focal point according to the invention.

Hierzu kann beispielsweise eine akustische Linse, ein Reflektormaterial oder eine Kombination davon verwendet werden. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, den Schallerzeuger und insbesondere eine schallerzeugende Fläche so auszugestalten, dass sie beispielsweise als Fouriertransformierte wenigstens eines im Wesentlichen punktförmigen Schallereignisses wirkt, Somit können im Umkehrbetrieb Schallwellen, welche von dieser Fläche ausgehen im Wesentlichen in einem oder mehreren Brennpunkten gebündelt werden.For this purpose, for example, an acoustic lens, a reflector material or a combination thereof can be used. According to the invention, it is also possible to design the sound generator and in particular a sound-generating surface in such a way that it acts, for example, as a Fourier-transformed at least one substantially punctiform sound event. Thus, in reverse operation, sound waves emanating from this surface can be concentrated essentially in one or more focal points.

Hierzu ist die schallerzeugende Fläche in einem einfachen Fall beispielsweise als Fresnelsche Zonenplatte ausgeführt, wobei die schallerzeugende Fläche in einzelne jeweils individuell elektrisch ansteuerbare konzentrische Bereiche aufgeteilt ist. Durch entsprechende elektrische Ansteuerung der jeweiligen Bereiche bezüglich ihrer jeweiligen Amplitude, Phasenlage, zeitlichem Verlauf und Frequenzspektrum ist es so möglich, ohne zusätzliche akustische Linsen oder Reflektoren einen gewünschten Schallpuls zu erzeugen und diesen in einen Brennpunkt zu bündeln.For this purpose, the sound-generating surface in a simple case, for example, designed as a Fresnel zone plate, wherein the sound-generating surface is divided into individual concentrically regions each individually controllable electrically. By appropriate electrical control of the respective areas with respect to their respective amplitude, phase, time course and frequency spectrum, it is possible without additional acoustic lenses or Reflectors to produce a desired sound pulse and to focus this in a focal point.

Es ist auch möglich bei einer entsprechenden Ausgestaltung der schallerzeugenden Fläche und einer entsprechenden elektrischen Ansteuerung der jeweiligen Bereiche mehrere voneinander unabhängige akustische Brennpunkte zu erzeugen, um so beispielsweise in einem ersten Brennpunkt den Tintenstrahl in entsprechende Abschnitte zu unterteilen und in einem zweiten nachfolgenden Brennpunkt die sich aus den jeweiligen Abschnitten gebildeten Tintentropfen entsprechend individuell abzulenken.It is also possible for a corresponding embodiment of the sound-generating surface and a corresponding electrical control of the respective areas to produce a plurality of mutually independent acoustic foci, so as to divide the ink jet into corresponding sections and, for example, in a first focal point resulting from to divert the ink droplets formed in the respective sections individually.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der Stand der Technik sind den nachfolgenden Figuren dargestellt. Es zeigen:

Figur 1:
eine Anordnung zur Erzeugung von Tintentropfen und deren Ablenkung gemäß des Standes der Technik
Figur 2:
eine schematische Darstellung zur Erzeugung von Tintentropfen unterschiedlicher mittels eines Schallerzeugersystems
Figur 3:
eine erste erfindungsgemäße Ausführung zur Erzeugung von Tintentropfen und deren Ablenkung
Figur 4:
eine zweite erfindungsgemäße Ausführung zur Erzeugung von Tintentropfen und deren Ablenkung
Embodiments of the invention and the prior art are shown in the following figures. Show it:
FIG. 1:
an arrangement for the production of ink drops and their deflection according to the prior art
FIG. 2:
a schematic representation of the generation of ink droplets different means of a sound generator system
FIG. 3:
a first embodiment of the invention for the production of ink drops and their deflection
FIG. 4:
a second embodiment of the invention for the production of ink drops and their deflection

Figur 1 zeigt zum Vergleich mit der Erfindung beispielhaft einen Druckkopf der bekannten Art eines kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckers. Die Tinte 1 wird zunächst aus einem Vorratsbehälter 2 mittels einer Pumpe 3 über Zuleitungen 4a in die Druckkammer 5 gepumpt, an deren einem Ende eine Düse 6 eingebracht ist. Über zusätzlich an der Druckkammer angebrachte Modulationseinrichtungen 7 wird der Druck in der Druckkammer 5 moduliert, so dass der aus der Düse 6 austretende Tintenstrahl 9 in kurzer Entfernung nach seinem Austritt in einzelne Tintentropfen 11 von im Wesentlichen gleicher Größe aufbricht. Kurz vor dem Aufbrechen werden die einzelnen Tintentropfen 11 über eine Ladeelektrode 8 mit einer individuellen elektrischen Ladung versehen. FIG. 1 shows for comparison with the invention by way of example a printhead of the known type of continuous ink jet printer. The ink 1 is first pumped from a reservoir 2 by means of a pump 3 via leads 4a into the pressure chamber 5, at one end of which a nozzle 6 is introduced. By additionally mounted on the pressure chamber modulation means 7, the pressure in the pressure chamber 5 is modulated so that the ink jet 9 emerging from the nozzle 6 at a short distance to its exit into individual ink droplets 11 of substantially the same size breaks up. Shortly before breaking up, the individual ink droplets 11 are provided with an individual electrical charge via a charging electrode 8.

Entlang ihrer Flugbahn 100 treten die Tintentropfen 11 nun in ein elektrisches Feld 21 ein, das mittels der Elektroden 20a und 20b des Plattenkondensators 20 gebildet ist. In Abhängigkeit der Ladungsmenge und der Polarität der Ladungen auf den Tintentropfen 11 sowie der Polarität und Stärke des elektrischen Feldes 21 im Feldraum des Plattenkondensators 20 werden die einzelnen Tintentropfen in unterschiedliche beispielhaft dargestellte Raumrichtungen 101, 102 abgelenkt.Along their trajectory 100, the ink drops 11 now enter an electric field 21, which is formed by means of the electrodes 20a and 20b of the plate capacitor 20. Depending on the charge quantity and the polarity of the charges on the ink droplets 11 and the polarity and strength of the electric field 21 in the field space of the plate capacitor 20, the individual ink droplets are deflected into different spatial directions 101, 102 shown by way of example.

Die gesamte Anzahl der möglichen Ablenkungswinkel hängt dabei lediglich von der Ansteuerung der Ladeelektrode ab und ist prinzipiell nicht beschränkt. Die einzelnen Platten 20a und 20b des Plattenkondensators 20 können dabei gegeneinander geneigt sein, wie in Figur 1 gezeigt. Es ist aber ohne Beschränkung der Allgemeinheit ebenso möglich parallel zueinander angeordnete Platten zu verwenden.The total number of possible deflection angles depends only on the control of the charging electrode and is not limited in principle. The individual plates 20a and 20b of the plate capacitor 20 may be inclined relative to each other, as in FIG. 1 shown. However, it is also possible to use plates arranged parallel to one another without restriction of generality.

Die Polarität und Stärke des elektrischen Feldes 21 wird in dieser Ausführung zweckmäßigerweise im Wesentlichen konstant gehalten, da sich eine Änderung der Feldstärke auf eine Vielzahl von Tropfen, die sich zu diesem Zeitpunkt im Feldraum des Plattenkondensators befinden, gleichzeitig auswirkt und damit eine Beeinflussung eines einzelnen Tropfens unmöglich ist.The polarity and strength of the electric field 21 is expediently kept substantially constant in this embodiment, since a change in the field strength to a plurality of drops, which are located in the field space of the plate capacitor at this time, simultaneously affects and thus an influence of a single drop is impossible.

Nach dem Verlassen des Feldraumes 21 des Plattenkondensators 20 wirkt keine elektrostatische Kraft mehr auf die Tintentropfen 11 und diese behalten ihre neuen Flugbahnen 101, 102 bei. Es ergibt sich so eine fächerförmig angeordnete Schar von Flugbahnen. Tintentropfen 11, die beispielsweise nicht oder nur gering geladen wurden, da sie aus dem Schriftbild ausgesondert werden müssen, erfahren in dem elektrostatischen Feld 21 des Plattenkondensators 20 beispielsweise keine oder nur eine geringe Ablenkung und treffen in eine Öffnung 19 eines Fangrohres 18 zur Tintenrückführung. Die so aufgefangene Tinte wird über Zuleitungen 4b wieder in den Tintenbehälter 2 geleitet und so dem Tintenkreislauf wieder zugeführt.After leaving the field space 21 of the plate capacitor 20 no more electrostatic force acts on the ink drops 11 and they maintain their new trajectories 101, 102 at. This results in a fan-shaped array of trajectories. For example, ink drops 11, which have not been charged or only slightly charged, since they must be discarded from the typeface, experience no or only a slight deflection in the electrostatic field 21 of the plate capacitor 20 and strike into an opening 19 a catch tube 18 for ink return. The ink thus collected is returned to the ink container 2 through leads 4b and returned to the ink circuit.

Es ist leicht zu erkennen, dass dieses Arbeitsprinzip nur mit Tinten funktioniert, welche eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, da andernfalls eine elektrostatische Aufladung der Tintentropfen nicht erfolgen kann.It is easy to see that this principle works only with inks which have an electrical conductivity, since otherwise an electrostatic charging of the ink drops can not take place.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erzeugung von Tintentropfen unterschiedlicher Größe. Der aus der Düse 6 einer Druckkammer 5 entlang einer Ausbreitungsrichtung 100 austretende kontinuierliche und zusammenhängende Tintenstrahl 9 durchquert den Brennpunkt 42c einer ersten Schallerzeugeranordnung 40, welche beispielsweise eine Aufnahmevorrichtung 40d für einen Schallerzeuger 40a und eine dem Schallerzeuger 40a vorgeschalteten Fokussiereinrichtung 40b umfasst, wodurch die mittels des Schallerzeugers 40a erzeugten Schallwellen 140 in einen Brennpunkt 42c gebündelt werden. FIG. 2 shows a schematic representation for the production of ink droplets of different sizes. The continuous and contiguous ink jet 9 exiting the nozzle 6 of a pressure chamber 5 along a direction of propagation 100 passes through the focal point 42c of a first sound generator arrangement 40 which comprises, for example, a recording device 40d for a sound generator 40a and a focusing device 40b upstream of the sound generator 40a, whereby the means of the Sound generator 40a sound waves 140 are bundled into a focal point 42c.

Mittels einer nicht dargestellten übergeordneten Steuerung wird über die Schallerzeugeranordnung 40 ein Folge von ersten Schallimpulse dergestalt erzeugt, dass der Tintenstrahl 9 beispielsweise in gleichen Abständen unterbrochen wird, wodurch sich bestimmte Streckenabschnitte Sn-1, Sn, Sn+1, ... ergeben.By means of a higher-level control, not shown, a sequence of first sound pulses generated in such a way that the ink jet 9 is interrupted for example at equal intervals, whereby certain sections Sn-1, Sn, Sn + 1, ... result.

Darüber hinaus können beispielsweise in den Pausen zwischen den ersten Schallimpulsen jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten zweite Schallimpulse erzeugt werden, wodurch die jeweiligen Steckenabschnitte Sn-1, Sn, Sn+1, ... jeweils in zwei Streckenanteile San-1, San, San+1, .. und Sbn-1, Sbn, Sbn+1, .. unterteilt werden, wobei je nach zeitlicher Abfolge die jeweiligen Streckenabschnitte Sa und Sb unterschiedlich lang sein können.In addition, for example, in the pauses between the first sound pulses in each case at different times second sound pulses are generated, whereby the respective Steckenabschnitte Sn-1, Sn, Sn + 1, ... each in two sections San-1, San, San + 1 , and Sbn-1, Sbn, Sbn + 1, .., whereby, depending on the time sequence, the respective route sections Sa and Sb can be of different lengths.

Die so erzeugten unterschiedlichen Tintenstrahlabschnitte formen sich aufgrund der Kohäsionskräfte der Tinte nach kurzer Zeit zu Tropfen mit unterschiedlichem Tropfenvolumen, welche sich entlang der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung 100 bewegen.The different ink jet sections thus produced, after cohesive forces of the ink, rapidly form droplets having different drop volumes which travel along the original propagation direction 100.

Die Tintenanteile 12, welche bei der Unterbrechung des Tintenstrahls 9 herausgelöst werden und dabei einen über den Schallpuls einen bestimmten Ablenkimpuls erfahren werden dabei beispielsweise in eine Ablenkrichtung 110 abgelenkt und gelangen beispielsweise in eine Auffangöffnung 19a einer Auffangvorrichtung 18a, wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, und können in den Tintentank 2 über Rückflussleitungen 4c zurück transportiert werden.The ink portions 12, which are dissolved out at the interruption of the ink jet 9 and thereby learn about the sound pulse a specific deflection pulse are thereby deflected, for example in a deflection 110 and get into, for example, a collecting opening 19a of a collecting device 18a, as in the FIGS. 3 and 4 and can be transported back into the ink tank 2 via return lines 4c.

Dadurch, dass jeder Streckenabschnitt Sn-1, Sn, Sn+1, ... mittels der genannten zweiten Schallpulse in jeweils zwei unterschiedlich große Tintentropfen aufgeteilt werden kann, ist es weiterhin möglich beispielsweise für eine Beschriftung lediglich die Tropfen Sbn-1, Sbn, Sbn+1, ... für eine Beschriftung zu verwenden und mittels einer nachgeschalteten Ablenkvorrichtung zur Erzeugung einer Drucklinie entsprechend abzulenken. Die verbleibenden Tintentropfen San-1, San, San+1, ... werden dabei nicht abgelenkt und gelangen beispielsweise in die Auffangöffnung 19 einer Auffangvorrichtung 18 und können über Rückleitungen 4b in den Tintentank 2 zurück befördert werden.Due to the fact that each section Sn-1, Sn, Sn + 1,... Can be divided into two differently sized ink drops by means of said second sound pulses, it is still possible, for example for a label, only the drops Sbn-1, Sbn, Sbn + 1, ... to use for a label and to deflect accordingly by means of a downstream deflection device for generating a printing line. The remaining ink drops San-1, San, San + 1, ... are not deflected thereby and, for example, enter the collecting opening 19 of a collecting device 18 and can be conveyed back into the ink tank 2 via return lines 4b.

Es ist hierdurch möglich, für eine Beschriftung vorgesehene Tintentropfen Sb mit unterschiedlichen Volumina zu erzeugen, wobei das minimale Volumen eines für die Beschriftung vorgesehene Tintentropfens verschwinden kann und das maximale Volumen eines für eine Beschriftung vorgesehenen Tintentropfens gleich dem in einem Streckenabschnitt Sn vorhandenen Tintenvolumen sein kann.It is thereby possible to produce ink sheets Sb having different volumes for lettering, whereby the minimum volume of an ink drop provided for the lettering may disappear and the maximum volume of an ink drop intended for a lettering may be equal to the volume of ink present in a section Sn.

Figur 3 zeigt hierzu eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung eines Tintenstrahldruckkopfes zur Erzeugung und Ablenkung von Tintentropfen einer nicht notwendigerweise elektrisch leitfähigen Tinte und insbesondere einer elektrisch nicht leitenden Tinte. FIG. 3 shows a schematic representation of a first embodiment of an ink jet print head according to the invention for the generation and Deflection of ink droplets of a not necessarily electrically conductive ink and in particular an electrically non-conductive ink.

Die Tinte 1 wird hierzu aus einem Vorratsbehälter 2 mittels einer Pumpe 3 über Zuleitungen 4a in eine Druckkammer 5 gepumpt, an deren einem Ende sich eine Düse 6 befindet. Aufgrund des durch die Pumpe 3 in der Druckkammer 5 erzeugten und im wesentlichen statischen Druckes tritt die Tinte 1 aus der Druckkammer 5 über die Düse 6 als kontinuierlicher und zusammenhängender Tintenstrahl 9 entlang einer Ausbreitungsrichtung 100 aus und gelangt nach eine bestimmten Strecke in den Bereich des Schallerzeugutigssystems 40.The ink 1 is for this purpose pumped from a reservoir 2 by means of a pump 3 via leads 4a in a pressure chamber 5, at one end of which a nozzle 6 is located. Due to the substantially static pressure generated by the pump 3 in the pressure chamber 5, the ink 1 exits the pressure chamber 5 via the nozzle 6 as a continuous and contiguous ink jet 9 along a propagation direction 100 and after a certain distance enters the area of the sound generation system 40th

Das Schallerzeugersystem 40 umfasst dabei wie beschrieben beispielsweise einen in einer Halterung 40d befindlichen Schallerzeuger 40a, welcher an seiner dem Tintenstrahl 9 zugewandten Seite eine Fokussiereinrichtung 40b aufweist. Der Abstand des Schallerzeugersystems 40 zum Tintenstrahl 9 und insbesondere die Ausgestaltung der Fokussiereinrichtung 40b sind dabei so bestimmt, dass der Brennpunkt der Fokussiereinrichtung 40b auf dem sich entlang der Ausbreitungsrichtung 100 bewegenden Tintenstrahl 9 fällt. Hierdurch werden die von dem Schallerzeuger 40a ausgesendeten Schallpulse 140 in einen kleinen Bereich auf dem Tintenstrahl 9 so konzentriert, dass hierdurch auf eine bestimmten Bereich des Tintenstrahls 9 eine bestimmte Schallenergie und ein bestimmter Schallimpuls übertragen wird, wodurch der kontinuierliche und zusammenhängende Tintenstrahl 9 in bestimmte Abschnitte Sn-1, Sn, Sn+1, .. unterteilt werden kann, indem an den Trennstellen jeweils ein bestimmter Tintenanteil herausgelöst wird.As described, the sound generator system 40 comprises, for example, a sound generator 40a located in a holder 40d, which has a focusing device 40b on its side facing the ink jet 9. The distance of the sound generator system 40 to the ink jet 9 and in particular the configuration of the focusing device 40b are determined such that the focal point of the focusing device 40b falls on the ink jet 9 moving along the propagation direction 100. As a result, the sound pulses 140 emitted from the sound generator 40a are concentrated in a small area on the ink jet 9 so as to transmit to a certain area of the ink jet 9 a certain sound energy and a certain sound pulse, thereby dividing the continuous and contiguous ink jet 9 into certain sections Sn-1, Sn, Sn + 1, .. can be divided by each of a particular ink content is dissolved at the separation points.

Darüber hinaus können beispielsweise in den Pausen zwischen den ersten Schallpulsen jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten zweite Schallpulse erzeugt werden, wodurch die jeweiligen Steckenabschnitte Sn-1, Sn, Sn+1, ... jeweils in zwei Streckenanteile San-1, San, San+1, .. und Sbn-1, Sbn, Sbn+1, .. unterteilt werden, wobei die so erzeugten unterschiedlichen Streckenabschnitte San-1, San, San+1, .. und Sbn-1, Sbn, Sbn+1, .. sich entlang der Richtung 100 weiterbewegen und beispielsweise in den Bereich einer Sensoreinrichtung 50 gelangen, mit welcher beispielsweise die Größe und die Schwerpunktslage zumindest der für eine Bedruckung bestimmten Tintentropfen ermittelt werden kann.In addition, for example, in the pauses between the first sound pulses in each case at different times second sound pulses are generated, whereby the respective Steckenabschnitte Sn-1, Sn, Sn + 1, ... each in two sections San-1, San, San + 1 , .. and Sbn-1, Sbn, Sbn + 1, .., whereby the thus generated different sections San-1, San, San + 1, .. and Sbn-1, Sbn, Sbn + 1, .. move along the direction 100 and reach, for example, in the region of a sensor device 50, with which, for example, the size and center of gravity of at least the intended for printing ink drops can be determined.

Aus den so ermittelten Daten lassen sich für eine nachfolgende Tropfenablenkvorrichtung 41, welche beispielsweise ebenfalls eine mittels Schallpulse arbeitenden Ablenkvorrichtung (Schallerzeuger) darstellt, in einer übergeordneten Steuerung die für eine bestimmte Ablenkung erforderliche Art der Schallpulse ermitteln und den Schallerzeuger 41 a entsprechend ansteuern.From the data thus obtained can be for a subsequent Tropfenablenkvorrichtung 41, which for example also represents a working by means of sound pulses deflector (sound generator) determine the required for a particular deflection type of sound pulses in a higher-level control and the sound generator 41 a control accordingly.

Die Ablenkvorrichtung 41 umfasst dabei beispielsweise einen in einer Aufnahmevorrichtung 41d befindlichen Schallerzeuger 41a, dessen erzeugte Schallwellen 141 mittels einer Fokussiereinrichtung 41 b in einen Brennpunkt 41 c gebündelt werden. Die Ablenkvorrichtung 41 ist dabei so quer zur Ausbreitungsrichtung 100 der Tintentropfen Sa, Sb angeordnet, dass die Tintentropfen Sa, Sb jeweils den Brennpunkt 41c durchqueren und mittels Schallpulsen aus ihrer ursprünglichen Richtung 100 in eine gewünschte neue Richtung 101, 102, 103 abgelenkt werden können.In this case, the deflection device 41 comprises, for example, a sound generator 41a located in a recording device 41d, whose generated sound waves 141 are focused by means of a focusing device 41b into a focal point 41c. The deflecting device 41 is arranged transversely to the direction of propagation 100 of the ink drops Sa, Sb such that the ink drops Sa, Sb each pass through the focal point 41c and can be deflected by means of sound pulses from their original direction 100 into a desired new direction 101, 102, 103.

Nicht für eine Bedruckung vorgesehen Tintentropfen werden dabei nicht abgelenkt und gelangen beispielsweise in die Auffangöffnung 19 einer Auffangvorrichtung 18 und können über eine Rücklaufleitung 4b in den Tintentank 2 zurück transportiert werden. Werden beispielsweise lediglich die erzeugten Tintentropfen Sb für eine Bedruckung verwendet, so erfahren diese ja nach Größe und gewünschter Ablenkrichtung über einen auf sie einwirkenden Schallpuls einen jeweiligen erforderlichen Bewegungsimpuls quer zu ihrer ursprünglichen Bewegungsrichtung 100, wohingegen die Tintentropfen Sa keinen zusätzlichen Impuls erfahren und entlang der Richtung 100 in die genannten Auffangöffnung 19 gelangen. Hierdurch ist es möglich, zum einen Tintentropfen unterschiedlicher Größe gezielt in eine gewünschte Richtung abzulenken und damit eine aus einzelnen Druckpunkten unterschiedlicher Größe bestehende Beschriftung auf einem Bedruckstoff zu erzeugen.Ink droplets not intended for printing are not deflected and reach, for example, the collecting opening 19 of a collecting device 18 and can be transported back into the ink tank 2 via a return line 4b. If, for example, only the generated ink drops Sb are used for printing, they experience a respective required movement pulse transversely to their original direction of movement 100 according to size and desired direction of deflection via a sound pulse acting on them, whereas the ink drops Sa experience no additional impulse and along the direction 100 enter the said collecting opening 19. As a result, it is possible, for one purpose, to divert ink droplets of different sizes into a desired direction in a targeted manner, and thus one out of individual pressure points different size existing label on a substrate to produce.

Die bei der Zerteilung des Tintenstrahls 9 und der Streckenabschnitte Sn-1, Sn, Sn+1, .. herausgelösten Tintenanteile erfahren dabei durch den jeweiligen Schallpuls einen entsprechenden Ablenkimpuls und werden in eine Ablenkrichtung 110 abgelenkt und treffen beispielsweise in die Auffangöffnung 19a einer Auffangvorrichtung 18a und können über Rücklaufleitungen 4c in den Tintentank 1 zurück transportiert werden.The parts of the ink dissolved out during the division of the ink jet 9 and the sections Sn-1, Sn, Sn + 1,... Experience a corresponding deflection pulse by the respective sound pulse and are deflected in a deflection direction 110 and impinge, for example, into the collecting opening 19a of a collecting device 18a and can be transported back into the ink tank 1 via return lines 4c.

Figur 4 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführung zur Erzeugung von Tintentropfen und deren Ablenkung, bei welcher das Schallerzeugersystem 42 zur Erzeugung unterschiedlich großer Tintentropfen so ausgeführt ist, dass es als Fouriertransformierte eines punktförmigen Schallereignisses betrieben werden kann. FIG. 4 shows a second embodiment of the invention for generating ink droplets and their deflection, in which the sound generator system 42 is designed to produce different sized ink droplets so that it can be operated as a Fourier transform a punctiform sound event.

Hierdurch ist es möglich, ein solches Schallerzeugersystem 42 ohne Fokussiereinrichtung zu betreiben, da die Schallwellen 142 bei einer entsprechenden Ansteuerung der schallerzeugenden Segmente 42a durch eine Überlagerung der jeweiligen Amplituden und Phasen in einen gemeinsamen Brennpunkt 42c gebündelt werden, wodurch in ähnlicher Weise der Tintenstrahl 9 in einzelne Streckenabschnitte Sn-1, Sn, Sn+1, .. und in jeweilige unterschiedliche Streckenanteile San-1, San, San+1, .. und Sbn-1, Sbn, Sbn+1, unterteilt werden kann.This makes it possible to operate such a sound generator system 42 without focusing means, since the sound waves 142 are bundled by a superposition of the respective amplitudes and phases in a common focal point 42c with a corresponding control of the sound generating segments 42a, whereby the ink jet 9 in. Similarly individual track sections Sn-1, Sn, Sn + 1, .. and in respective different track shares San-1, San, San + 1, .. and Sbn-1, Sbn, Sbn + 1, can be divided.

Die Ablenkung der so erzeugte unterschiedlich großen Tintentropfen kann in ähnlicher Weise wie bereit beschrieben mittels einer nachgeschalteten Ablenkvorrichtung 43 erfolgen, wobei diese ebenfalls als Fouriertransformierte wenigstens eines punktförmigen Schallereignisses ausgeführt sein kann. Durch die Verwendung von "Fouriertransformierten" Schallerzeugern ist es darüber hinaus möglich, beispielsweise zur Verbesserung der Übertragungswirkung der Schallenergie auf den Tintenstrahl 9 oder die abzulenkenden Tintentropfen den Brennpunkt 42c, 43c entlang der Richtung 100 beispielsweise durch eine Veränderung der Phasenlagen und / oder der Amplituden und / oder der Frequenzspektren der Schallerzeugenden Segmente 42a zueinander zumindest für die Dauer des Schallpulses mitzuführen.The deflection of the differently sized ink droplets produced in this way can be carried out in a manner similar to that described above by means of a downstream deflection device 43, which can also be designed as a Fourier-transformed at least one point-shaped sound event. The use of "Fourier transform" sound generators, it is also possible, for example, to improve the transmission effect of Sound energy to the ink jet 9 or the ink droplets to be deflected the focal point 42c, 43c along the direction 100, for example by changing the phase angles and / or the amplitudes and / or the frequency spectra of the sound generating segments 42a to each other at least for the duration of the sound pulse carry.

Bezüglich sämtlicher Ausführungen ist festzustellen, dass die in Verbindung mit einer Ausführung genannten technischen Merkmale nicht nur bei der spezifischen Ausführung eingesetzt werden können, sondern auch bei den jeweils anderen Ausführungen. Sämtliche offenbarten technischen Merkmale dieser Erfindungsbeschreibung sind als erfindungswesentlich einzustufen und beliebig miteinander kombinierbar oder in Alleinstellung einsetzbar.With regard to all embodiments, it should be noted that the technical features mentioned in connection with one embodiment can be used not only in the specific embodiment, but also in the other embodiments. All disclosed technical features of this invention description are to be classified as essential to the invention and arbitrarily combined or used alone.

Claims (26)

Verfahren zur Erzeugung, insbesondere auch zur Ablenkung von Tintentropfen unterschiedlicher Größe insbesondere innerhalb eines Schriftbildes eines kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckers, wobei aus einer Düse einer Druckkammer ein kontinuierlicher zusammenhängender Tintenstrahl austritt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Folge von Schallpulsen (140, 142) seitlich zur Ausbreitungsrichtung (100) auf den zusammenhängenden Tintenstrahl (9) trifft, und mit jedem Schallpuls (140, 142) ein Abschnitt (12) des Tintenstrahls (9), auf den der Schallpuls einwirkt, aus dem zusammenhängenden Tintenstrahl (9) herausgelöst und aus seiner ursprünglichen Ausbreitungsrichtung (100) abgelenkt wird, wodurch der ursprüngliche Tintenstrahl (9) unterbrochen wird und in der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung (100) einen Tintenstrahl aus den verbleibenden Abschnitten (Sa, Sb) ausbildet, deren jeweilige Länge durch den zeitlichen Abstand zwischen zwei auf einander folgenden Schallpulsen (140, 142) wählbar ist.Method for generating, in particular also for deflecting drops of ink of different size, in particular within a typeface of a continuous ink jet printer, wherein a continuous contiguous ink jet emerges from a nozzle of a pressure chamber, characterized in that a series of sound pulses (140, 142) laterally to the propagation direction ( 100) encounters the contiguous ink jet (9), and with each sonic pulse (140, 142), a portion (12) of the ink jet (9) acted on by the sonic pulse is released from the contiguous ink jet (9) and out of its original propagation direction (100), whereby the original ink jet (9) is interrupted and in the original propagation direction (100) forms an ink jet from the remaining sections (Sa, Sb) whose respective length is determined by the time interval between two successive sound pulses ( 140 , 142) is selectable. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die verbleibenden Abschnitte (Sa, Sb) durch Kohäsionskräfte während des Fluges zu Tintentropfen (Sa, Sb) ausbilden, deren Volumen von der Länge eines Abschnittes (Sa, Sb) abhängt.A method according to claim 1, characterized in that the remaining sections (Sa, Sb) by cohesion forces during flight to form ink droplets (Sa, Sb) whose volume of the length of a section (Sa, Sb) depends. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Unterteilung des Tintenstrahls (9) herausgelösten Abschnitte (12) in eine Auffangvorrichtung (18a,19a) gelangen und in den Tintenkreislauf zurück befördert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the portions (12) released during the subdivision of the ink jet (9) pass into a collecting device (18a, 19a) and are conveyed back into the ink circulation system. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Folge von zeitlich äquidistanten Schallpulsen (140, 142) räumlich gleichlange oder zumindest gleichartige verbleibende Abschnitte (Sa, Sb) gebildet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that with a sequence of temporally equidistant sound pulses (140, 142) spatially equal or at least similar remaining portions (Sa, Sb) are formed. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein verbleibender Abschnitt (Sa, Sb) oder bereits daraus gebildeter Tropfen (Sa, Sb) mittels eines seitlich auf diesen wirkenden Schallpuls (141, 143) aus seiner ursprünglichen Ausbreitungsrichtung (100) abgelenkt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a remaining portion (Sa, Sb) or already formed therefrom drops (Sa, Sb) by means of a laterally acting on this sound pulse (141, 143) is deflected from its original propagation direction (100) , Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer Folge von zeitlich äquidistanten Schallpulsen (140, 142) eine weitere Schallpulsfolge (140, 142) überlagert ist, wodurch die mit den zeitlich äquidistanten Schallpulsen (140, 142) erzeugten gleichlangen oder zumindest gleichartigen Abschnitte (Sa, Sb) in wenigstens zwei , insbesondere unterschiedliche Teilabschnitte / -tropfen (Sa, Sb) unterteilt werden, wobei jeweils wenigstens einer der Teilabschnitte / -tropfen (Sa, Sb) durch einen weiteren nachfolgenden Schallpuls (141, 143) aus seiner Ausbreitungsrichtung (100) abgelenkt wird und einen Tropfen (Sb) ausbildet mit einem vom jeweiligen Teilabschnitt / - tropfen abhängigen Volumen, insbesondere um zu einem Druckbild beizutragen und der nicht abgelenkte Teilabschnitt / -tropfen (Sa) aufgefangen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a sequence of time equidistant sound pulses (140, 142) is superimposed on a further sound pulse sequence (140, 142), whereby the same length or at least the same with the equidistant sound pulses (140, 142) generated Sections (Sa, Sb) are subdivided into at least two, in particular different subsections / drops (Sa, Sb), wherein in each case at least one of the subsections / drops (Sa, Sb) is replaced by a further subsequent sound pulse (141, 143) Propagation direction (100) is deflected and a drop (Sb) is formed with a volume dependent on the respective subsection / - drop, in particular to contribute to a printed image and the non-deflected portion / drop (Sa) is collected. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schallpuls (141, 143) zur Ablenkung eines zum Druckbild beitragenden Abschnitts (Sa, Sb) oder eines bereits daraus gebildeten Tropfens (Sa, Sb) hinsichtlich seiner Eigenschaften, insbesondere Energie und/oder Impuls und/oder Frequenz und/oder Fokussierung, in Abhängigkeit des Tropfens/Abschnitts, insbesondere dessen Größe oder Masse erzeugt wird, auf den der Schallpuls (141, 143) einwirken soll.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a sound pulse (141, 143) for deflecting a portion (Sa, Sb) contributing to the printed image or a droplet (Sa, Sb) already formed therefrom in terms of its properties, in particular energy and / or Pulse and / or frequency and / or focusing, depending on the droplet / section, in particular whose size or mass is generated, on which the sound pulse (141, 143) to act. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines Schallpulses (141, 143) die Größe / das Volumen und/oder der Massenschwerpunkt eines Abschnitts / Tropfens (Sa, Sb) mittels eines Sensors (50) ermittelt wird, welcher einem Schallerzeuger (41,43) zur Erzeugung dieses Schallpulses (141, 143) vorgeordnet ist.A method according to claim 7, characterized in that for generating a sound pulse (141, 143) the size / the volume and / or the center of mass of a section / drop (Sa, Sb) is determined by means of a sensor (50) which a sound generator ( 41, 43) is arranged to produce this sound pulse (141, 143). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem quer zur Ausbreitungsrichtung (100) des zum Druckbild beitragenden Abschnitts (Sb) oder des bereits daraus gebildeten Tropfens (Sb) auf diesen einwirkenden Schallpuls (141, 143) der zum Druckbild beitragende Abschnitt (Sb) oder ein bereits daraus gebildeter Tropfen (Sb) in wahlweise unterschiedliche Richtungen (101, 102, 103) ablenkbar ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that with at least one transversely to the propagation direction (100) of the image (Sb) contributing to the printed image or the droplet (Sb) already formed therefrom on this sound pulse (141, 143) of the contributing to the printed image Section (Sb) or already formed therefrom drop (Sb) in either different directions (101, 102, 103) is deflected. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung eines Schallpulses (140, 141, 142, 143) mit wenigstens einem Schallerzeuger (40, 41, 42, 43) erfolgt, der außerhalb der Druckkammer (5) und entlang der Ausbreitungsrichtung (100) angeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the generation of a sound pulse (140, 141, 142, 143) with at least one sound generator (40, 41, 42, 43) are located outside the pressure chamber (5) and along the propagation direction (100) is arranged. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schallpuls (140, 141, 142, 143) auf den zusammenhängenden Tintenstrahl (9) fokussiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a sound pulse (140, 141, 142, 143) is focused on the contiguous ink jet (9). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schallpuls (140, 141, 142, 143) mittels einer Fokussiereinrichtung (40b, 41 b) auf einen Abschnitt des zusammenhängenden Tintenstrahls (9) oder der erzeugten Tintentropfen (Sa, Sb) fokussiert wird.A method according to claim 11, characterized in that a sound pulse (140, 141, 142, 143) by means of a focusing device (40b, 41 b) is focused on a portion of the contiguous ink jet (9) or the generated ink drops (Sa, Sb). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallpulse (140, 141, 142, 143) mittels wenigstens einen elektrodynamischen, elektrostatischen, magnetodynamischen, magnetostatischen oder piezoelektrischen Wandler (40, 42, 42,43) erzeugt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sound pulses (140, 141, 142, 143) by means of at least one electrodynamic, electrostatic, magnetodynamic, magnetostatic or piezoelectric transducer (40, 42, 42,43) are generated. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallpulse (142, 143) mittels eines Schallerzeugers erzeugt werden, dessen Form und/oder Anordnung von Schallerzeugungselementen (42a, 43a) der Fouriertransformierten eines im Wesentlichen punktförmigen Schallpulses in einem Abstand zum Tintenstrahl (9, Sa, Sb)entspricht, so dass durch eine Ansteuerung des Schallerzeugers (42, 43) ein Schallpuls (142, 143) entsteht, der ohne zusätzliche Fokussierelemente auf den Tintenstrahl (9, Sa, Sb) fokussiert ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sound pulses (142, 143) are generated by means of a sound generator whose shape and / or arrangement of sound generating elements (42a, 43a) of the Fourier transform of a substantially punctiform sound pulse at a distance to the ink jet ( 9, Sa, Sb), so that by a control of the sound generator (42, 43), a sound pulse (142, 143) is formed, which is focused without additional focusing on the ink jet (9, Sa, Sb). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokus (42c, 43c) des Schallpulses (142, 143) während dessen Dauer mit der Bewegung des Tintenstrahls (9, Sa, Sb) mitgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the focus (42c, 43c) of the sound pulse (142, 143) during its duration with the movement of the ink jet (9, Sa, Sb) is carried. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der Ablenkung eines Abschnittes (Sa, Sb) bzw. Tropfens (Sa, Sb) abhängt und/oder gesteuert wird von der Energie und/oder dem Impuls und/oder der Fokussierung eines Schallpulses (140, 141, 142, 143).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the intensity of the deflection of a portion (Sa, Sb) or drop (Sa, Sb) depends and / or is controlled by the energy and / or the pulse and / or the focusing of a Sound pulse (140, 141, 142, 143). Vorrichtung zur Erzeugung, insbesondere auch zur Ablenkung von Tintentropfen unterschiedlicher Größe aus einem zusammenhängenden Tintenstrahl, insbesondere innerhalb eines Schriftbildes umfassend eine Druckkammer mit einer Düse zur Erzeugung eines kontinuierlich austretenden zusammenhängenden Tintenstrahls, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schallerzeuger (40, 42) außerhalb der Druckkammer (5) und seitlich des Tintenstrahls (9) angeordnet ist, mit dem eine Folge von Schallpulsen (140, 42) erzeugbar ist, die seitlich zur Ausbreitungsrichtung (100) auf den zusammenhängenden Tintenstrahl (9) treffen, wobei mit jedem Schallpuls (140, 142) ein Abschnitt (Sa, Sb) des Tintenstrahls (9), auf den der Schallpuls (140, 142) einwirkt, aus dem zusammenhängenden Tintenstrahl (9) herauslösbar und aus seiner ursprünglichen Ausbreitungsrichtung (100) ablenkbar ist, wodurch der ursprüngliche Tintenstrahl (9) unterbrechbar ist und in der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung (100) einen Tintenstrahl aus den verbleibenden Abschnitten (Sa, Sb) bildbar ist, deren jeweilige Länge von dem zeitlichen Abstand zwischen zwei auf einander folgenden Schallpulsen (140, 142) abhängt.Device for generating, in particular also for deflecting ink droplets of different sizes from a continuous ink jet, in particular within a typeface comprising a pressure chamber with a nozzle for generating a continuous emanating contiguous ink jet, characterized in that at least one sound generator (40, 42) outside the pressure chamber (5) and the side of the ink jet (9) is arranged, with which a sequence of sound pulses (140, 42) can be generated laterally to the propagation direction (100) encounter the contiguous ink jet (9), with each sound pulse (140, 142) a portion (Sa, Sb) of the ink jet (9) acted upon by the sound pulse (140, 142) being extracted from the contiguous ink jet ( 9) is detachable and distractible from its original propagation direction (100), whereby the original ink jet (9) is interruptible and in the original propagation direction (100) an ink jet from the remaining portions (Sa, Sb) is formed, the respective length of the time interval between two consecutive sound pulses (140, 142) depends. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 17, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem in Ausbreitungsrichtung (100) nachfolgenden Schallerzeuger (41, 43) aus dem die verbleibenden Abschnitte (Sa, Sb) aufweisenden Tintenstrahl wahlweise Tintentropfen (Sb) in unterschiedliche Richtungen (101, 102, 109 ablenkbar sind.Device according to one of the preceding claims 17, characterized in that with at least one in the propagation direction (100) subsequent sound generator (41, 43) from the remaining portions (Sa, Sb) having ink jet selectively ink drops (Sb) in different directions (101, 102, 109 are deflectable. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Unterbrechung herausgelösten Abschnitte (12) des Tintenstrahls (9) in eine Auffangvorrichtung (18a, 19a) gelangen und in den Tintenkreislauf zurück befördert werden.Device according to one of the preceding claims 17 to 18, characterized in that the broken-off portions (12) of the ink jet (9) reach a collecting device (18a, 19a) and are conveyed back into the ink circuit. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schallerzeuger (40, 41, 42, 43) als elektrodynamischer und/oder elektrostatischer und/oder magnetodynamischer und/oder magnetostatischer und/oder oder piezoelektrischer Wandler ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims 17 to 19, characterized in that a sound generator (40, 41, 42, 43) is designed as an electrodynamic and / or electrostatic and / or magnetodynamic and / or magnetostatic and / or piezoelectric or transducer. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fokussiereinrichtung (40b, 41 b) aufweist zur Fokussierung des wenigstens einen Schallpulses (140, 142) auf einen Abschnitt des zusammenhängenden Tintenstrahls (9) oder Tropfens (Sb)Device according to one of the preceding claims 17 to 20, characterized in that it comprises a focusing device (40b, 41b) for focusing the at least one sound pulse (140, 142) on a portion of the contiguous ink jet (9) or drop (Sb). Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallerzeuger (42,43) eine Form und/oder Anordnung von Schallerzeugungselementen (42a, 43a) aufweist, die der Fouriertransformierten eines im Wesentlichen punktförmigen Schallpulses in einem Abstand zum Tintenstrahl entspricht, so dass durch eine Ansteuerung des Schallerzeugers (42, 43) ein Schallpuls (142,143) erzeugbar ist, der ohne zusätzliche Fokussierelemente auf den Tintenstrahl (9) oder einen Tropfen (Sb) fokussiert ist.Device according to one of the preceding claims 17 to 21, characterized in that the sound generator (42,43) has a shape and / or arrangement of sound generating elements (42a, 43a) which corresponds to the Fourier transform of a substantially punctiform sound pulse at a distance to the ink jet , so that by driving the sound generator (42, 43) a sound pulse (142,143) can be generated, which is focused without additional focusing on the ink jet (9) or a drop (Sb). Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass, der Brennpunkt (42c, 43c) während der Dauer des Schallpulses (142, 143) mit der Bewegung des Tintenstrahls (9) oder eines Tropfens (Sb) mitführbar ist.Apparatus according to claim 22, characterized in that , the focal point (42c, 43c) during the duration of the sound pulse (142, 143) with the movement of the ink jet (9) or a drop (Sb) is carried. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sensorvorrichtung (50) aufweist, insbesondere die zwischen einem ersten und einem zweiten Schallerzeuger (40/41, 42/43) angeordnet ist, mittels der die Größe und/oder der Massenschwerpunkt eines zum Druckbild beitragenden Abschnitts (Sb) oder eines daraus gebildeten Tintentropfens (Sb) bestimmbar ist.Device according to one of the preceding claims 17 to 23, characterized in that it comprises a sensor device (50), in particular between a first and a second sound generator (40/41, 42/43) is arranged, by means of the size and / or the center of mass of a section (Sb) contributing to the printed image or of an ink droplet (Sb) formed therefrom can be determined. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem Schallpuls (141, 143), der von einem quer zur Ausbreitungsrichtung (100) der Tintentropfen (Sb) angeordneten Erzeuger (41, 43) erzeugt ist, die Tintentropfen (Sb) in wahlweise unterschiedliche Richtungen (101, 102, 103) ablenkbar sind.Device according to one of the preceding claims 17 to 24, characterized in that with at least one sound pulse (141, 143) which is generated by a transversely to the propagation direction (100) of the ink drops (Sb) arranged generator (41, 43), the ink drops (Sb) in either different directions (101, 102, 103) are deflected. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Erzeugung einer bestimmten Ablenkrichtung (101, 102, 103) für unterschiedliche Tintentropfen (Sb) erforderlichen unterschiedlichen Schallpulse (141, 143) in Abhängigkeit von der jeweiligen Größe und/oder der Masse der Tintentropfen (Sb) von einer übergeordneten Steuerung erzeugbar sind.Device according to one of the preceding claims 17 to 25, characterized in that the different sound pulses (141, 143) required for generating a specific deflection direction (101, 102, 103) for different ink droplets (Sb) depend on the respective size and / or the mass of ink drops (Sb) can be generated by a higher-level control.
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