NL1008760C2

NL1008760C2 - Drukinrichting en werkwijze voor het patroonsgewijs op een substraat drukken van beeldpunten uit een of meer inktdruppels.

Info

Publication number: NL1008760C2
Application number: NL1008760A
Authority: NL
Inventors: Martin Jan Smallegange; Robert Evert Anthony Braun; Martinus Gerardus Joze Manders
Original assignee: Stork Digital Imaging Bv
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-01
Also published as: BR9909222A; ID26076A; WO1999050074A1; CN1295519A; AU3059399A; EP1068078A1

Description

985012/RB/kdu

Korte aanduiding: Drukinrichting en werkwijze voor het patroonsgewijs op een substraat drukken van beeldpunten uit een of meer inktdruppels.

De onderhavige uitvinding heeft in de eerste plaats betrekking op een drukinrichting voor het patroonsgewijs op een substraat drukken van beeldpunten (pixels) die bestaan uit een of meer inktdruppels (dots), tenminste omvattende een of meer 5 af geef mondstukken voor het af geven van de inktdruppels, een drager voor het substraat, middelen voor het ten opzichte van het substraat verplaatsen van de mondstukken, en een besturingssa-_meristel voor het besturen van de drukinrichting.

Dergelijke drukinrichtingen zijn in de stand van de. 10 techniek algemeen bekend en worden ook wel ink-jet printers (inktstraal-drukinrichtingen) genoemd. Deze drukinrichtingen zijn in staat afbeeldingen op een substraat te drukken zonder enig contact tussen het drukorgaan, de mondstukken, en het substraat. Er bestaan twee soorten van dergelijke drukin-15 richtingen:

Drop-on-demand drukinrichtingen. waarbij de druppels door door temperatuurverhoging gevormde gasbelletjes overeenkomstig de te drukken afbeelding worden afgegeven;

Continue drukinrichtingen (continuous printers), waarbij de 2 0 druppels met behulp van een pomp en een piëzo-electrisch trilorgaan worden gevormd, met behulp van een elektrode worden opgeladen, en tenslotte met behulp van elektrodeplaten worden afgebogen en afgevangen, of naar het substraat geleid.

Dergelijke drukinrichtingen zijn in staat om met een zeer 25 hoge resolutie afbeeldingen te vervaardigen met fotokwaliteit. Met ander woorden de nauwkeurigheid waarmee de inktdruppels op het substraat kunnen worden gepositioneerd is zeer hoog. Een en ander is het gevolg van de nauwkeurigheid van de werking van de verschillende mechanische onderdelen, alsook van de 30 geavanceerde bij de inrichting gebruikte besturing door het besturingssamenstel, dat meestal met een gegevensverwerkingseen-heid is gekoppeld.

In de onderhavige beschrijving wordt met inkt elke stof bedoeld waarmee met een drukinrichting van de in de inleiding 35 genoemde soort kan worden gedrukt. Dus inkt, pigmenten, 1008760 2 smeltkleurstoffen etc.

Afbeeldingen die met bovengenoemde drukinrichtingen worden vervaardigd bestaan uit een patroon van beeldpunten (pixels), welke elk zijn opgebouwd uit een aantal inktdruppels (dots).

5 Wanneer meerdere inktdruppels op de positie van een beeldpunt worden aangebracht met behulp van een of meer mondstukken kan de onderlinge positie van deze druppels variëren van een volledige overlapping tot een volledig gescheiden opstelling. Het menselijk oog ziet tussen beide toestanden op beeldpunt niveau nauwelijks 10 verschil, daar de inktdruppels moeilijk afzonderlijk kunnen worden waargenomen. Echter bij het drukken van een groter vlak uit één kleur, welke een mengsel van verschillend gekleurde inktdruppels kan zijn, blijkt in de praktijk dikwijls een zogenaamde kleurzweem op te treden. Met kleurzweem wordt een bepaalde overheersende· 15 kleurindruk bedoeld, die ongewenst is. Dit treedt dikwijls op bij kleurenfoto's, welke dan bijvoorbeeld een enigszins groene of blauwe totaalindruk geven. Kleurzweem blijkt het gevolg te zijn van een geleidelijke verandering van de nauwkeurigheid van de positionering van de inktdruppels in elk beeldpunt tijdens 20 het verloop van het drukproces. Met andere woorden het geschikte aantal inktdruppels wordt in elk beeldpunt gedrukt, doch de onderlinge positie verandert in een dikwijls zeer geringe mate. Dit is een zeer aanzienlijk probleem, waarvoor tot op heden nog geen bevredigende oplossing is gevonden.

25 De onderhavige uitvinding beoogt voor bovengenoemd probleem een oplossing te verschaffen en bezit daartoe als kenmerk, dat de inrichting inktdruppelpositieverstoringsmiddelen omvat waarmee de werking van de inrichting tijdens drukken zodanig kan worden beïnvloed, dat de nauwkeurigheid waarmee de afzonderlijke 3 0 inktdruppels op het substraat worden gepositioneerd random kan worden gevarieerd.

In de stand van de techniek werd gepoogd het kleurzweem-probleem op te lossen door de nauwkeurigheid nog verder te vergroten. Dit blijkt echter niet te werken daar dit veelal tot 35 gevolg heeft dat de inrichtingen zeer langzaam, storingsgevoelig en kostbaar werden. Verrassenderwijs wordt met de inrichting volgens de uitvinding het probleem opgelost door bewust de nauwkeurigheid van het drukproces random te variëren. De inktdruppelpositieverstoringsmiddelen zorgen ervoor dat gezien 40 in de tijd alle mogelijke relatieve posities van de inktdruppels 1008760 3 onderling in elk beeldpunt op het bedrukte oppervlak even dikwijls voorkomen. Met andere woorden er vindt een uitmiddeling plaats van de mogelijk in de tijd optredende nauwkeurigheidsvariatie van de druppelpositionering.

5 In dit verband wordt verwezen naar EP-A-0 376 596. In deze Europese octrooiaanvrage wordt een werkwijze beschreven voor het af zetten van twee druppels van een kleur op een substraat op eenzelfde plaats, een zogenaamde pixelpositie onder toepassing van twee mondstukken. Hierbij wordt de eerste druppel uit het 10 ene mondstuk en de andere druppel uit het andere mondstuk _________afgegeven. Het doel is hier om het gehele drukproces bij eventuele verstopping van een mondstuk zo min mogelijk te verstoren en een zekere drukkwaliteit ook in dat geval te kunnen handhaven. De toegepaste mondstukwisseling kan echter geenszins random-15 genoemd worden, doch ligt vooraf vast.

Het gebied waarbinnen de willekeurige variatie van de nauwkeurigheid van de inktdruppels volgens de uitvinding kan worden gevarieerd is niet kritisch en zal veelal afhangen van het betreffende uit te voeren drukproces. Bij voorkeur zijn de 20 inktdruppelpositieverstoringsmiddelen zodanig ingericht, dat de random variatie van de nauwkeurigheid waarmee de afzonderlijke inktdruppels op het substraat worden gepositioneerd binnen de grenzen van de zonder beïnvloeding met de inktdruppelpositiever-storingsmiddelen maximaal in de tijd optredend nauwkeurigheidsva-25 riatie ligt.

Een belangrijk kenmerk van de inrichting volgens de uitvinding is dat er met behulp van de inktdruppelpositieversto-ringsmiddelen een parameter van het drukproces op een voor het drukproces zelf overbodige wijze wordt beïnvloed.

30 Met behulp van de inktdruppelpositieverstoringsmiddelen kan op zeer uiteenlopende wij ze het drukproces worden beïnvloed teneinde de nauwkeurigheid van de inktdruppelpositionering random te variëren. Met voordeel wordt gebruik gemaakt van de inherente onnauwkeurigheid van de inrichting.

35 Bij voorkeur zijn de inktdruppelpositieverstoringsmiddelen ingericht om een mondstuk voorafgaand aan het afgeven van een inktdruppel een voor het drukproces overbodige relatieve verplaatsing ten opzichte van het substraat te laten ondergaan. Door een verplaatsing van een mondstuk ten opzichte van het 40 substraat, met andere woorden het uit en weer in register brengen 1008760 4 van het mondstuk ontstaat de gewenste random positioneringson-nauwkeurigheid van elke volgende druppel ten opzichte van een voorgaande.

Met voordeel omvatten de inktdruppelpositieverstoringsmid-5 delen trilmiddelen voor het in trilling brengen van een of meer van de afgeefmondstukken. De trilling is met voordeel een zogenaamde random-trilling (willekeurige trilling), welke het voor de uitvinding gewenste gevolg heeft.

De inktdruppelpositieverstoringsmiddelen behoeven niet 10 noodzakelijkerwijs een aanvullend mechanisch onderdeel te zijn. In het bijzonder vormen deze een onderdeel van het besturingssa-menstel. Op deze wijze kunnen de inktdruppelpositieverstorings-middelen de besturing van het drukproces regelen, waardoor zonder aanvullende mechanische onderdelen kleurzweemproblemen kunnen-15 worden opgelost.

Bij voorkeur is de drukinrichting een drukinrichting van het continue type. Bij deze inrichtingen is zeer eenvoudig door beïnvloeding van het drukproces door inwerking van de inktdruppel-positieverstoringsmiddelen op het besturingssamenstel de positie 20 nauwkeurigheid van de inktdruppels op het substraat in elk beeldpunt te variëren.

In het bijzonder omvatten hierbij de inktdruppelposi-tieverstoringsmiddelen middelen voor het variëren van de laadspanning van de gevormde inktdruppels. Door geschikte 25 aansturing van de laadelektrode kan de laadspanning daarvan binnen bepaalde grenzen random worden gevarieerd, hetgeen tot gevolg heeft dat de positienauwkeurigheid van de druppels eveneens random wordt gevarieerd. Bij voorkeur wordt de laadspanning voor elke druppel gevarieerd.

30 De grootte van de variatie van de laadspanning zal zodanig zijn dat deze het drukproces niet nadelig beïnvloedt, doch wel het gewenste gevolg heeft.

Met voordeel bedraagt de variatie van de laadspanning maximaal plus of min 12%, met meer voordeel plus of min 5%.

35

Het zal duidelijk zijn dat random laadspanningsvariatie eveneens geschikt kan worden toegepast voor drukinrichtingen van het continue type waarmee meerdere lijnen of regels tegelijkertijd kunnen worden gedrukt.

40 Bij drukinrichtingen van het continue type wordt dikwijls 1UUÖ760 5 een groepje druppels geladen, een opvolgende groepje niet geladen, een volgend groepje druppels wel geladen enzovoort. Het is mogelijk om het moment waarop met het laden van een groepje druppels wordt aangevangen random te variëren. Bij voorkeur echter 5 wordt de laadspanning per druppel random gevarieerd.

De inrichting volgens de uitvinding is geenszins beperkt voor wat betreft de uitvoering van de af geef mondstukken. Zo kunnen zogenaamde drukkoppen worden gebruikt die meerdere reeksen van mondstukken bevatten, doch een drukkop met één mondstuk is 10 ook mogelijk. Evenmin is het eigenlijke drukproces van kritisch belang, daar de inrichting volgens de uitvinding voor alle tot op heden bekende daarmee uit te voeren drukprocessen voordelige eigenschappen vertoont voor wat betreft het oplossen van het kleurzweemprobleem.

15 De uitvinding verschaft voorts een werkwijze voor het patroonsgewijs op een substraat drukken van beeldpunten uit een of meer inktdruppels, onder toepassing van een drukinrichting, omvattende een of meer afgeefmondstukken voor het afgeven van de inktdruppels, een drager voor het substraat, middelen voor 20 het verschaffen van een relatieve verplaatsing van het substraat ten opzichte van de mondstukken, en een besturingssamenstel voor het besturen van de drukinrichting, welke werkwijze wordt gekenmerkt, doordat de werking van de inrichting tijdens drukken zodanig wordt beïnvloed, dat de nauwkeurigheid waarmee de 25 afzonderlijke inktdruppels op het substraat worden gepositioneerd random wordt gevarieerd.

Met voordeel ligt de random variatie van de nauwkeurigheid waarmee de afzonderlijke inktdruppels op het substraat worden gepositioneerd binnen de grenzen van de zonder beïnvloeding met 30 de inktdruppelpositieverstoringsmiddelen optredend nauw-keurigheidsvariatie.

Bij voorkeur wordt elk mondstuk voorafgaand aan het afgeven van een inktdruppel aan een voor het drukproces overbodige relatieve verplaatsing ten opzichte van het substraat onderworpen. 35 Hiertoe wordt met bijzondere voorkeur ten minste een mondstuk in trilling gebracht.

In een bijzondere uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de willekeurige variatie van de nauwkeurigheid met het besturingssamenstel bewerkstelligd.

40 Bij voorkeur wordt door regeling van het besturingssamen- 1008760 6 stel elke opvolgende inktdruppel met een ander afgeefmondstuk afgegeven.

Volgens de uitvinding heeft het voorts de voorkeur om door regeling van het besturingssamenstel verschillende 5 beeldpunten tegelijkertijd random met de inktdruppels op te bouwen.

In nog een voorkeursuitvoering wordt door regeling van het besturingssamenstel de nauwkeurigheid waarmee de inktdruppels een afgeefmondstuk verlaten gevarieerd.

10 In het bijzonder wordt als drukinrichting een drukin- richting van het continue type toegepast. Bij voorkeur wordt hierbij de random variatie van de nauwkeurigheid bewerkstelligd door met behulp van het besturingssamenstel de laadelektrode zodanig-15 aan te sturen dat de laadspanning tijdens het opladen van de inktdruppels random wordt gevarieerd. Een en ander kan bijvoorbeeld worden bewerkstelligd door toepassing van een zogenaamde randomgenerator.

Met voordeel bedraagt de random variatie van de 2 0 laadspanning maximaal plus of min 12% en met meer voordeel plus of min 5%.

De uitvinding verschaft voorts een bedrukt substraat dat kan worden verkregen met de werkwijze volgens de uitvinding.

25 In het navolgende zal de uitvinding aan de hand van een voorbeeld worden toegelicht.

Met een drukinrichting van het continue type (DUPONT, Cromalin AX4) werd een lichtgrijs vlak gedrukt. Over het vlak was duidelijk een zekere kleurzweem zichtbaar. Het vlak was niet 30 egaal lichtgrijs.

In een eerste proef werd het besturingssamenstel opnieuw geprogrammeerd en werd met behulp van een randomgenerator de laadspanning van de laadelektrode tijdens drukken random gevarieerd tussen 55 en 65V, terwijl de gangbare laadspanning 35 60V was. Er werd eveneens een grijs vlak gedrukt.

In een tweede proef werd met dezelfde drukinrichting de drukkop met behulp van een trilorgaan en een randomgenerator in een random trilling gebracht tijdens drukken. Opnieuw werd een zelfde lichtgrijs vlak gedrukt. De frequentie van het 40 trilorgaan werd random gevarieerd tussen 600 en 650Hz.

1ÜUÖ760 7

In beide proeven kon een lichtgrijs vlak worden gedrukt waarin geen enkele kleurzweem kon worden waargenomen.

1008760

Claims

1. Drukinrichting voor het patroonsgewijs op een substraat drukken van beeldpunten, die bestaan uit een of meer inktdrup-5 pels, tenminste omvattende een of meer afgeefmondstukken voor het afgeven van de inktdruppels, een drager voor het substraat, middelen voor het ten opzichte van het substraat verplaatsen van de mondstukken, en een besturingssamenstel voor het besturen van de drukinrichting, met het kenmerk, dat de inrichting 10 inktdruppelpositieverstoringsmiddelen omvat waarmee de werking van de inrichting tijdens drukken zodanig kan worden beïnvloed, dat de nauwkeurigheid waarmee de afzonderlijke inktdruppels op het substraat worden gepositioneerd random kan worden gevarieerd.

2. Drukinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inktdruppelpositieverstoringsmiddelen zodanig zijn ingericht, dat de random variatie van de nauwkeurigheid waarmee de afzonderlijke inktdruppels op het substraat worden gepositioneerd binnen de grenzen van de zonder beïnvloeding met de inktdruppelpo-20 sitieverstoringsmiddelen maximaal in de tijd optredend nauwkeurigheidsvariatie ligt.

3. Drukinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de inktdruppelpositieverstoringsmiddelen zijn ingericht om 25 elk mondstuk voorafgaand aan het afgeven van een inktdruppel een voor het drukproces overbodige relatieve verplaatsing ten opzichte van het substraat te laten ondergaan.

4. Drukinrichting volgens een of meer van de conclusies 1-3, 30 met het kenmerk, dat de inktdruppelpositieverstoringsmiddelen trilmiddelen omvatten voor het in trilling brengen van een of meer van de afgeefmondstukken.

5. Drukinrichting volgens een of meer van de conclusies 1-4, 35 met het kenmerk, dat de inktdruppelpositieverstoringsmiddelen een onderdeel van het besturingssamenstel vormen.

6. Drukinrichting volgens een of meer van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de drukinrichting een drukinrichting van 40 het continue type is. 1008760 * I

7. Drukinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de inktdruppelpositieverstoringsmiddelen middelen omvatten voor het variëren van de laadspanning van de gevormde inktdruppels.

8. Drukinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de variatie van de laadspanning maximaal plus of min 12% bedraagt.

9. Werkwij ze voor het patroonsgewij s op een substraat drukken van beeldpunten uit een of meer inktdruppels, onder toepassing 10 van een drukinrichting, omvattende een of meer afgeefmondstukken voor het af geven van de inktdruppels, een drager voor het substraat, middelen voor het verschaffen van een relatieve verplaatsing van het substraat ten opzichte van de mondstukken, en een besturingssamenstel voor het besturen van de drukin--15 richting, met het kenmerk, dat de werking van de inrichting tijdens drukken zodanig wordt beïnvloed, dat de nauwkeurigheid waarmee de afzonderlijke inktdruppels op het substraat worden gepositioneerd random wordt gevarieerd.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de random variatie van de nauwkeurigheid waarmee de afzonderlijke inktdruppels op het substraat worden gepositioneerd binnen de grenzen van de zonder beïnvloeding met de inktdruppelpositiever-storingsmiddelen optredend nauwkeurigheidsvariatie ligt. 25

11. Werkwijze volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat elk mondstuk voorafgaand aan het afgeven van een inktdruppel aan een voor het drukproces overbodige relatieve verplaatsing ten opzichte van het substraat wordt onderworpen. 30

12. Werkwijze conclusie 11, met het kenmerk, dat ten minste een mondstuk in trilling wordt gebracht.

13. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 9-12, 35 met het kenmerk, dat de random variatie van de nauwkeurigheid met het besturingssamenstel wordt bewerkstelligd.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat door regeling van het besturingssamenstel elke inktdruppel met een 40 random gekozen afgeefmondstuk wordt afgegeven. 1008760

15. Werkwijze volgens conclusies 13, met het kenmerk, dat door regeling van het besturingssamenstel verschillende beeldpunten tegelijkertijd random met de inktdruppels worden opgebouwd. 5

16. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat door regeling van het besturingssamenstel de nauwkeurigheid waarmee de inktdruppels een afgeefmondstuk verlaten random wordt gevarieerd.

17. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 9-16, met het kenmerk, dat als drukinrichting een drukinrichting van het continue type wordt toegepast.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de random variatie van de nauwkeurigheid wordt bewerkstelligd door met behulp van het besturingssamenstel de laadelektrode zodanig aan te sturen dat de laadspanning tijdens het opladen van de inktdruppels random wordt gevarieerd. 20

19. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de random variatie van de laadspanning maximaal plus of min 12% bedraagt.

20. Bedrukt substraat dat kan worden verkregen met de werkwijze volgens een of meer van de conclusies 9-19. 1008760 SAMENWERKINGSVERDRAG (PCT) RAPPORT BETREFFENDE NÏEUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE IOENTIFIKATIE VAN OE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van oe aanvrager ol van de gemaenogce __985012/RB/KDU__ Nederlandse aanvrage nr. Indienngsdatum 1008760 31.maart 1998 In ge roe oen voorrangsoaum Aanvrager (Naam) ! STORK DIGITAL IMAGING V.V. Oaum van net verzoek voor een onderzoek van mtemaaonaai type Door oe insanze voor intemaaonaal Onaerzoek (ISA) aan net verzoek voor een onaerzoek van interna do na aJ type be gekend nr. 't SN 31022 NL j I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP (btj oepassmg van verscnillenoe classificaties, alle dassitieaoesymboien opgeven) j Volgens oe Internationale classificatie (IPC) Int.Cl.6: B 41 J 2/21, H 04 N 1/04 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK ___Ongekochte minimum oocumentatie Classificatiesysteem _______ClassificatiesviTioolen_;_ Int.Cl.6: B 41 J, H 04 N Onoerzocnte anoere oocumenaoe aan oe minimum documenat» voor zover aergeiijke oocumenten in oe onderzochte gebeden zijn opgenomen III. ; GEEN ONDERZOEK MCGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES {opmerxmgen oo aanvullingsolaa) j IV.' · GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (ccmefKincen oo aanvullingsoiad) i _________ Form PCT/;S~20WaiCS 'S&a