NL7906142A - Schuine inktstraaldrukker met overlappende druklijnen. - Google Patents

Description

ί. .+ -1- 20867/JF/jl 9 -. r

Aanvrager: The Mead Corporation, Dayton, Ohio, Verenigde Staten van Amerika.

Korte aanduiding: Schuine inktstraaldrukker met overlappende druklijnen.

De uitvinding heeft betrekking op een inktstraaldrukker voor het 5 drukken van een drukbeeld op een drukmedium voor het selectief aan brengen van inktdruppels op een aantal drukposities op het drukmedium, waarbij elke druk-positie een druklijn op het drukmedium definiëert in de richting van relatieve beweging van het printmedium, omvattende: middelen voor het opwekken van een aantal'druppelstralen gericht naar het flrukmedium, middelen voor het effectu-10 eren van relatieve beweging tussen het drukmedium en de middelen voor het opwekken van een aantal druppelstralen, waardoor druklijnen worden gedefinieerd welke zich uitstrekten in de richting van relatieve beweging van het drukmedium en middelen voor het selectief afbuigen van druppels van elke druppelstraal naar drukposities in een geassociëerde groep van het aantal drukposities.

15 In zijn algemeenheid heeft de uitvinding betrekking op het veld van fluldumdruppelsopwekking en de toepassing daarvan op straaldruppelopnemers van het type getoond in het Amerikaanse octrooiachrift 3 701 998. Bij opnemers van dit type ontvangen een of meer rijen gaten in een plaat een electrisch geleidend opneemfluidum, zoals een inkt op waterbasis, uit een verdeelstuk met onder druk 20 gebracht fluïdum en stoot het fluïdum in parallelle stromen uit. De stromen worden opgedeeld in druppels als het gevolg van de toevoering van een serie lopende golf aan de plaat of als gevolg van een andere mechanische stimulering, zoals de toevoering van longitudinale golven aan het fluïdum in het verdeelstuk. Grafische reproductie in opnemers van dit type wordt volbracht door het selectief laden en 25 afbuigen van sommige van de druppels ii elk van de stromen en het daarna aanbrengen van druppels op een bewegende papierbaan of op een ander bewegend materiaal.

Het laden van de druppels wordt volbracht door toevoering van ladings-stuursignalen aan ladingselectroden nabij de rand van de druppelstromen. Ladingen worden geïnduceerd in de uiteinden van de vloeistofdraden welke komen uit de gaten 30 door de ladingsstuursignalen. Wanneer de druppels scheiden van hun moederfluldum-draden, dragen deze een gedeelte van de lading toegevoerd door de ladingselectroden. Daarna passeren de druppels de electrostatische velden welke geen invloed hebben op de niet-geladen druppel maar welke de geladen druppels doen afbuigen. Druppels welke niet worden gedrukt worden voldoende geladen zodat deze worden af-35 gebogen naar een opvangorgaan welk de druppelstromen bedient.

7906142 -2- 20867/JF/jl -Ï ' - 3 τ . r

Een probleem bij inktstraaldrukkers is het bereiken van een voldoend scheidend vermogen in het beeld. Aangezien een discreet aantal druppels wordt toegepast voor het vormen van de beelden, is het duidelijk dat de beelddefinitie' kan worden verbeterd door hei'vergroten van het aantal druppels en het verschaf-5 fen 'van een evenredige toename met betrekking tot gegevensverwerkingsmogelijk- heden. Wanneer echter slechts één drukpositie op de drukpapierbaan wordt bediend door elk gat, is het aantal drukposities per breedtet-eenheid en daardoor het scheidend vermogen van het beeld in de richting loodrecht op de papierbaan begrensd door de minimale afmetingen vereist tussen aangrenzende gaten. De bena-10 dering beschreven in de inrichting volgens het eerder genoemde Amerikaanse octrooischrift 3 701 998 is het verschaffen van twee rijen druppelstromen, waarbij elke rij stromen loodrecht staat op de richting van de papierbaanbeweging en de druppels van een rij van de druppelstromen bedient drukpositie welke interlineiëren met die bediend door de andere rij druppelstromen. Het laden van de druppels in 15 de twee rijen wordt dusdanig in de tijd bestuurd dat het drukken van de twee rijen stromen is gesynchroniseerd. De scheiding tussen aangrenzende stromen in elk van de rijen is daardoor twee keer zo groot dan die vereist zou zijn in een een-rijdrukker met vergelijkbaar scheidend vermogen.

Een andere benadering ten einde het scheidend vermogen te verbeteren 20 wordt getoond in het Amerikaanse octrooischrift 3 739 395. Bij de inrichting volgens laatst genoemd Amerikaans octrooischrift worden niet-geladen druppels gevangen en drukken dus niet, terwijl geladen druppels van elk gat worden afgebogen door twee stellen afbuigingselectroden naar een aantal discrete posities op de bewegende papierbaan. De afbuiging van de druppels is of loodrecht, of parallel 25 met betrekking tot de richting van de beweging van de papierbaan of alletwee, waardoor dus of een eenlijnmatrix of een meerlijnsmatrix op de papierbaan wordt aangebracht. Aangezien het aantal drukposities op de papierbaan welk worden bediend door elke straal, kan de afstand tussen.de gaten groter zijn, dan wanneer elk gat wordt bediend door slechts een drukpositie, terwijl een vergelijkbaar scheidend 30 vermogen wordt gehandhaafd. De minimaal vereiste afstand tussen aangrenzende gaten is iets groter bij de inrichting volgens het eerder genoemde Amerikaanse octrooischrift 3 739 395 dan bij andere drukkers volgens de stand van de techniek, aangezien de afbuigingselectroden dienen te worden aangebracht op alle zijden van elk gat.

35 Het Amerikaanse octrooischrift 3 298 03Q beschrijft een meervoudige 79 0 6 1 42 % £ * -3- 20867/JF/jl f straaldrukker waarbij elke straal een aantal drukposities op de drukpapier-baan bedient. De structuur voor het opwekken van afbuigvelden volgens laatst genoemd Amerikaans octrooischrift vereist echter het positioneren van electroden tussen elke aangrenzende straal, waarbij de minimale onderlinge afstand tussen 5 de stralen wordt beperkt.

Een andere benadering ten einde het effectief oplossend vermogen te vergroten in een inktstraaldrukker is getoond in het Amerikaanse octrooischrift 4 010 477· Volgens dit octrooischrift wordt een aantal parallelle rijen stralen aangebracht, waarbij elke rij is aangebracht langs een lijn welke schuin staat op 10 de richting van de beweging van de papierbaan.

Elke rij stralen bedient een groep drukposities welke een band aangrenzende druklijnen definiëert welke zich uitstrekt langs de lengte van de druk-papierbaan. De drukker volgens dit laatstgenoemde Amerikaanse octrooischrift 4 010 477 is een binaire drukker, dat wil zeggen elke straal bedient slechts een 15 enkele drukpositie en de druppels in elke straal worden geladen op een van twee discrete ladingniveau's.

Het Amerikaanse octrooischrift 4 085 409 beschrijft een drukker welke enigszins gelijksoortig is aan de constructie van de drukker volgens het eerder genoemde Amerikaanse octrooischrift 3 701 998. De rijen stralen bij de drukker vol-20 gens dit Amerikaanse octrooischrift 4 085 409 zijn aangebracht langs parallelle lijnen welke schuin staan op de richting van de beweging van de papierbaan. Druppels in elk van de straaldruppelstromen worden selectief geladen tot vèrscheidene la-dingsniveau's, zodat deze worden afgebogen ten einde een aantal drukposities te bedienen. De schuine drukker volgens het eerder genoemde Amerikaanse octrooischrift 25 4 085 409 verschaft een verbeterd scheidend vermogen over de breedte van de papier baan, zowel als gevolg van het aanbrengen van de rijen stralen langs lijnen welke schuin staan op de beweging tan de drukpapierbaan als van het feit dat elk van de stralen een aantal drukposities bedient. Vanwege de positie van de afbuigingselec-troden volgens dit laatst genoemde Amerikaanse octrooischrift, strekken de af-30 buigingsvelden welke worden gecreëerd door de electroden zich niet uit tussen aangrenzende stralen. De onderlinge afstand tussen stralen wordt daardoor niet be-pefrkt door de structuur van de afbuigingselectroden.

Bij ëen drukker zoals getoond in het eerder genoemde Amerikaanse octrooischrift 4 085 409 kunnen de druppels uit de druppelstromen nauwkeurig worden aan-35 gebracht op drukposities op de papierbaan en verschaft dus een drukbeeld met een 7906142 , ‘ < 3 -4- 20867/JF/jl groot scheidend vermogen langs de breedte van de papierbaan, vooropgesteld dat elk van de stralen nauwkeurig wordt aangebracht langs de lijn van de stralen.

Zou één van de stralen in een dergelijk systeem lichtelijk krom zijn, dan zal de band van druklijnen welke deze bedient lateraal verplaatst zijn met betrekking 5 tot de gewenste positie met het gevolg dat een kleine spleet tussen de band be- * diend door de kromme straal en een van de aangrenzende banden van de druklijnen zullen worden opgewekt waarbij geen drukken kan worden volbracht. Aangezien het grootste gedeelte van het drukbeeld verschaft door de drukker een extreem scheidend vermogen zou bezitten, zullen zelfd kleine tussenliggende bandspleten 10 opgemerkt worden en zullen in niet geringe mate afbreuk doen aan het verschijnen van het uiteindelijke drukbeeld.

Het Amerikaanse octrooischrift 4 060 804 beschrijft een inktstraaldruk-inrichting waarbij twee stralen zijn aangebracht voor het drukken op twee aangrenzende groepen drukposities. Ten einde de mogelijkheid van een spleet of ver-15 vorming langs de begrenzing van de banden druklijnen welke worden bediend door de twee stralen te minimaliseren, zijn de stralen dusdanig aangebracht dat de druklijnen in elk van de groepen aangrenzend aan de begrenzing worden bediend door druppels van de respectievelijke stralen welke het minst worden afgebogen. Gesteld wordt dat deze inrichting het effect van de fout in de druppelpositie wil minimali-20 seren, welke resulteert uit fouten bij de afbuiging van de druppels.

Wanneer echter een van of beide stralen krom zijn, zal dit voorstel geen verbeter ing van de beeldkwaliteit verschaffen.

Geconstateerd wordt derhalve dat er een behoefte bestaat aan een drukker waarbij elke straal een aantal drukposities bedient welke positie een band-25 druklijnen vormen langs de drukpapierbaan en waarbij de effecten van een lromme straal op het resulterende drukbeeld worden geminimaliseerd.

De uitvinding beoogt de bovengenoemde bezwaren van de stand van de techniek op te heffen en te voldoen aan de hierboven geconstateerde, bestaande behoefte en voorziet daartoe in een inktstraaldrukker voor het drukken van een 30 drukbeeld op een drukmedium door het selectief aanbrengen van inktdruppels op een aantal drukposities op het drukmedium, waarbij elke drukpositie een druklijn op het drukmedium definieert in de richting van relatieve beweging van het drukmedium, omvattende: middelen voor het opwekken van een aantal druppelstralen gericht naar het drukmedium, middelen voor het effectueren van relatieve bewe-35 ging tussen het drukmedium en de middelen voor het opwekken van een aantal drup- 79 0 6 1 A 2 ε » -5- 20867/JF/jl Λ pelstralen, waardoor druklijnen worden gedefinieerd welke zich uitstrekken in de richting van relatieve beweging van het drukmedium en middelen voor het selectief afbuigen van druppels van elke druppelstraal naar drukposities in een ge-associëerde groep van het aantal drukposities, welke daardoor wordt gekenmerkt, 5 dat ten minste twee van de drukposities in elke groep drukposities druklijnen definiëren welke de druklijnen gedefinieerd door drukposities in aangrenzende groepen drukposities in hoofdzaak overlappen.

Volgens de uitvinding brengt een inktstraaldrukker voor drukken van een drukbeeld op een drukmedium selectief inktdruppels aan op een aantal drukpo-10 sities op het drukmedium waarbij elke drukpositie een druklijn definiëert op de papierbaan welke zich uitstrekt in de richting van de relatieve beweging van het printmedium. Voorzien is in middelen voor het opwekken van een aantal druppel-stralen gericht naar het drukmedium. Er is eveneens voorzien in middelen voor het selectief afbuigen van druppels van elke druppelstraal naar de drukposities in 15 een geassociëerde groep drukposities. Ten minste twee van de drukposities in elke groep van drukposities definiëren druklijnen welke in hoofdzaak druklijnen overlappen welke worden gedefinieerd door drukposities in aangrenzende groepen drukposities .

De middelen voor het selectief afbuigen van druppels van elke druppels 20 straal kunnen ladingselectrodemiddelen omvatten voor het selectief laden van elk van de druppels op een van een aantal ladingsniveau’s, inclusief een vang-niveau in responsie op ladingssignalen. Middelen wekken een electrisch afbuig-veld op voor het afbuigen van druppels en een vangorgaan vangt de druppels welke een vangladingsniveau hebben. Ladingssignalen worden toegevoerd aan de ladings-25 electrodemiddelen zodat de druppels op geschikte wijze worden afgebogen voor het collectief vormen van het gewenste drukbeeld. De druppels in de aangrenzende stralen welke zijn gericht naar de drukposities welke de overlappende lijnen definiëren worden dusdanig geladen dat het patroon druppels aangebracht op de overlappende druklijnen door een straal in de hoofdzaak hetzelfde is als het patroon drup-3° pels aangebracht op de overlappende druklijnen door de aangrenzende stralen.

De middelen voor het selectief afbuigen van druppels kunnen middelen omvatten voor het afbuigen van middendruppels van elke straal naar de drukposities, welke de druklijnen definiëren welke in hoofdzaak overlappen dan naar de rest van de drukposities in de groep bediend door de straal.

35 De straalstromen kunnen op gelijke afstand liggen langs de stralenlijn 7906142 «ι 5 t « -6- 20867/JF/jl terwijl het. drukmedium wordt bewogen met betrekking tot de stralenlijn, zodat de richting van de beweging van het drukmedium schuin straalt op die van de stralenlijn.

Overeenkomstig is het een doel van de uitvinding een meervoudige 5 straaldrukken te verschaffen waarbij elke straal een aantal drukposities bedient waarbij de druklijnen gedefiniëerd door de drukposities door aangrenzende stralen in hoofdzaak overlappen; het verschaffen van een dergelijke drukker waarbij elke straal minder druppels verschaft op de drukpositie welke overlappen; het verschaffen van een dergelijke drukker waarbij de stralen langs een stralenrij zijn aan-10 gebracht welke stralenrij schuin staat op de richting van de relatieve beweging van het drukmedium; en het verschaffen van een dergelijke drukker waarbij op geschikte wijze in de tijdsbestuurde gegevens worden toegevoerd aan de stralen, waarbij de overlappende druklijnen van aangrenzende stralen daarop aangebrachte druppels zullen hebben in in hoofdzaak identieke patronen door aangrenzende strain len.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand vai de teke- * ning.,- waarin: fig. 1 een schematische tekening in uiteengenonen delen is van de inkt-straaldrukker volgens de uitvinding; 20 fig. 2 een dwarsdoorsnede is door de drukker van fig. 1, zoals van links naar rechts gezien in fig. 1; fig. 3 een niet-overlappend drukpositiepatroon toont; fig. 4 het overlappende drukpositiepatroon van de drukker volgens de uitvinding toont; 25 de figuren 5a tot en met 5d tijdbesturingsbeschouwingen toont voor de druppelaanbrenging; fig. 6 een schematische weergave is van een drukontvangend medium, zoals van boven gezien, welk de overlappende drukposities toont; en de figuren 7 tot en met 9 gegevensrangschikkingsinrichtingen toont 30 welke nuttig zijn bij de voorbereiding\an gegevens voor toevoering aan de straal-besturingsschakelingen.

Thans zal een gedetailleerde beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm worden gegeven.

De uitvinding heeft betrekking op een inktstraaldrukker voor het druk-35 ken van tekst en grafieken op een bewegende papierbaan of een ander drukontvangend 7906142 i. * -7- 20867/JF/jl

Q

msdium. Op alternatieve wijze kan het drukmedium stationair zijn en relatieve beweging tussen het drukmedium en de drukker worden volbracht door beweging van de drukker.

Fig. 1 is een schematische, perspectivische tekening in uiteengenomen 5 delen, welke een drukker toont, welke de uitvinding belichaamt. De verscheidene elementen van een kopinrichting 10 worden gedragen door een draagstaaf 12. De inrichting wordt samengesteld door het vastzetten van de elementen door middel van lomschroeven (niet getoond) aan een klemstaaf 14, welke op zijn beurt is verbonden met de draagstaaf 12 door middel van klemstaven 16.

10 De opneemkop omvat een plaat met gaten 18 gesoldeerd, gelast of op an dere wijze bevestigd aan het fluldumtoevoerverdeelstuk 20 met een tweetal wigvormige akoestische dempers 22 daartussen. De plaat met gaten 18 is bij voorkeur vervaardigd uit een relatief stijf materiaal welke eveneens relatief dun is voor het verschaffen van de vereiste flexibiliteit voor direct contactstimulering. Bij-15 voorkeur worden de dempers 22 op hun plaats gehouden door het gieten van poly-' urethaan, rubber of een ander geschikt dempend materiaal door de opening 24 terwijl het verdeelstuk 20 onder een geschikte hoek ten opzichte van de verticaal wofdt gehouden. Dit is een tweestapsbewerking aangezien de dempers 22 schuin houden in tegenover gestelde richtingen vereisen.

20 De plaat met gaten B definiëert een rij gaten 26 en wordt gestimuleerd door een stimulator 28 welke is gedraaid in de klemstaaf 14 voor het dragen van een stimuleringssonde 30 via het verdeelstuk 20 in rechtstreeks contact met de plaat 18. De plaat met gaten 18, het verdeelstuk 20, de klemstaaf 14 tezamen met de filterplaat 32 en 0-ringen 34, 36 en 38 (zie fig. 2) vormen een schone inrich-25 ting welke vooraf in elkaar kan worden gezet en gesloten kan worden gehouden ten einde te voorkomen dat stof of -vreemd materiaal de gaten 26 bereikt en deze verstopt. De pijp 40 kan worden aangebracht voor het spoelen van de schone inrichting. Bedieningsverbindingen voor de opneemkop omvatten een bedekkingslaag flu-idum toevoerbuizen 42, luchtafzuig en -invoerbuizen 44 en 46 en een buis 48 voor 30 verbinding met een druktransducent (niet getoond).

Andere hoofdelementen van de drukker omvatten een ladingsringplaat 50, een electrisch geleidende afbuigingselectrode 52 en een vanger 54 . Een drukpapier-baan 56 wordt bewogen voorbij de drukker over de rollen 58 door een conventioneel papierbaan aandrijfmechanisme (niet getoond). Op alternatieve wijze kan de druk-35 papierbaan 56 stationair zijn en de drukker voorbij in de papierbaan 56 worden ge- 7906142 -8- 20867/JF/jl * i Ί · β transporteert!. In elk geval is er voorzien in een orgaan voor het effectueren van de relatieve beweging tussen de papierbaan en de drukker.

De inktstraaldrukker van fig. T is in dwarsdoorsnede getoond in fig. 2. Zoals aldaar getoond stroomt geleidende inkt 60 naar beneden door de openingen 5 26 welke een rij druppelstralen vormen welke zijn gericht naar de drukpapier- baan 56. Elke druppelstraal bestaat uit een aantal druppels 62. De druppels 62 passeren daarna een van een aantal ladingsringen 64 welke zijn geassocieerd met een druppelstraal op de ladingsringplaat 50 en daarna in de vanger 54 op de bewegende drukpapierbaan , waarbij de druppels de papierbaan treffen op een 1° van een aantal drukposities. Schakeling van druppels tussen "vang" en de verschillende drukpositiebanen wordt volbracht door de electrostatische lading en afbuiging zoals hierna zal worden beschfceven.

Het formeren van de druppels 62 wordt nauwkeurig bestuurd door de toe-voering van een constante frequentie, bestuurde amplitude en gestimuleerde versto-15 ring aan elk van de straalstromen welke afkomstig zijn van de plaat met gaten 18. Verstoringen voor dit doel kunnen worden opgewekt door de werkende transducent 28 ten einde de sonde 30 te doen trillen met een constante amplitude en frequentie tegen de plaat 18. Dit doet een continue ring buigende golven lopen over de lengte van de plaat 18, waarbij élke golf een druppelstimulerende verstrooiing opwekt met 20 betrekking tot elk van de stralen, wanneer deze passeren over de gaten 26 in opeenvolging. Dempers 22 voorkomen reflectie en herpropagatie van deze golven. Overeenkomstig omvat elke straal een ononderbroken fluldumdraad en een serie regelmatig optredende druppels van uniforme afmetingen, dit alles in overeenstemming met het bekende "relais"straalopdeelfenomeen.

25 Terwijl elke druppel 62 wordt gevormd,wordt dit blootgesteld aan de ladingsinvloed van de daarmee geassociëerde ladingsring 64. Wanneer de druppel dient te worden afgebogen en gevangen, wordt een electrische lading met een voorafbepaald ladingsniveau toegevoerd aan de daarmee geassociëerde ladingsring 64 gedurende het moment van de druppelvorming. Dit heeft tot‘gevolg dat een electri-30 sche lading wordt geïndiceerd in de top van de fluldumdraad en wordt weggevoerd door de druppel. Terwijl de druppel het afbuigende veld doorloopt, welke is aangelegd tussen de geladen electrode 52, welke op een verhoogde potentiaal, v Wordt gehouden en de geaarde opvanger 54, wor*dt deze afgebogen om de opvanger te treffen. De druppel zal dan in de opvanger naar beneden lopen en ingesteren in de holte 35 66. Druppelingestie zal 'worden bevorderd door toevoering van een geschikt vacuüm 7906142 1 f * -9- 20867/JF/jl aan de uiteinden van de opvanger 54.

Wanneer een druppel 62 gericht dient te worden naar een drukpositie op de papierbaan 56, wordt de druppel niet geladen of wordt geladen tot een niveau welk kleiner is dan dat welk een afbuiging zou veroorzaken en een opvan-5 ger door de opvanger 54. De druppel zal daardoor lichtelijk worden afgebogen in een richting welke loodrecht staat op die van de straalrij, zodat deze de druk-papierbaan op een gekozen drukpositie zal treffen. Zoals te zien in fig. 1, wordt de drukpapierbaan 56 voorbij de straalrij bewogen in een richting welke schuin staat op die van de rij. Als de druppels in straaldruppels stromen kunnen selec-10 tief worden afgebogen in een richting welke loodrecht staat op die van de straalrij. De hoeveelheid afbuiging zal een rechtstreekse functie zijn van de lading gedragen door de afzonderlijke druppel.

Fig. 3 toont een niet-overlappend drukpositiepatroon welk zou kunnen worden gebruikt bij de drukker van fig. 1. Een gelijksoortige drukpositiepatroon 15 is beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage 825 975. Fig. 3 is een schematische weergave van de drukposities op de drukpapierbaan zoals gezien vanaf een punt boven de papierbaan. De stralen worden rechtstreeks boven de drukposities op lijn 68 aangebracht.

Wanneer een druppel van een straal geen lading omvat,· zal deze daardoor 20 de drukpapierbaan treffen op de daarmee geassocieerde drukpositie op lijn 68. De toevoeging van een kleine lading aan de druppel zal tot gevolg hebben dat de druppel wordt afgebogen in een richting loodrecht op de rij stralen naar een aangrenzende drukpositie. Succesievelijk grotere ladingsniveau's op de druppel zullen resulteren in succesievelijk grotere afbuigingen van druppels naar buiten 25 gericht vanaf de drukposities op de lijn 68. Terwijl de drukpapierbaan beweegt langs de drukker, zullen de druppels aangebracht op elke drukpositie een daarmee geassociëerde druklijn vormen, zoals schematisch aangegeven in fig. 3 bij 70.

De resulterende afstand B tussen aangrenzende druklijnen gedefiniëerd door drukposities geassociëerd met een enkele straal dienen in een ideaal geval gelijk te 30 zijn aan de afstand A tussen de druklijnen gedefiniëerd door de drukpositie van aangrenzende stralen.

Ingezien zal worden dat, aangezien de druppel welke het drukbeeld vormen langs de lijn loodrecht op de richting van de beweging van de papierbaan op verschillende tijdstippen op de papierbaan zijn aangebracht door de stralen in 35 de straalrij, de electronische stuurgegevens welke het drukbeeld definiëren langs 7906142

* V

t m -10- 20867/JF/jl een dergelijke lijn niet noodzakelijkerwijs zal behoeven te worden hergegroepeerd voordat dit wordt gebruikt voor het sturen van de aanbrenging van de druppels op de drukposities. Ingezien zal worden dat een gegevensvertraging gelijk aan de tijd vereist voor de papierbaan te bewegen over de afstand C noodzakelijk vereist 5 zal zijn te liggen tussen de aangrenzende banen.

Het laden van de druppels wordt volbracht door het aanleggen van een' geschikt electrisch potentiaalverschil tussen de plaat met gaten 18 (of een andere geleidénde structuur in electrischbcontact met de laag bedekkingsfluïdumtoevoer) en in elk geval de ladingsringen 64. Deze potentiaalverschillen worden opgewekt 10 door het aarden van de plaat 18 en het toevoeren van geschikte in de tijd bestuurde spanningspulsen aan de draden 71 via electrische verbindingsklemmen 72 (waarbij slechts een dergelijke verbindingsklem is getoond in fig. 1). Verbindings-klemmen 72 worden ingébracht in de ontvangende verbindingsklem 74 aan de rand van de ladingsringplaat 5 en leveren‘de vereiste panningspulsen over de gedrukte be-15 dradingslijnen 76 om de ringen 64 te laden. Ladingsringplaat 50 is vervaardigd uit isolerend materiaal en de ladingsring 64 kunnen in hoofdzaak bestaan uit lagen geleidend materiaal welke de oppervlakken van de gaten in de ladingsringplaat omcirkelen.

Afbuiging van de druppels 62 welke zijn geladen tot een vangladings-20 niveau of een lager ladingsniveau wordt volbracht door het creëren van een electrisch veld tussen de -afbuigingselectroden 52 en de vanger 54. De afbuigings-electroden 52 "kunnen worden geladen tot een afbuigingspotentiaal V., waardoor

O

een afbuigingsveld wordt aangelegd tussen electroden 52 en de geaarde vanger 54.

De geladen druppels in de straalstromen kunnen een lading dragen welke dezelfde 25 polariteit heeft als de afbuigingspotentiaal V^, zódat de druppels afgebogen worden van de electrode 52 naar de vanger 54. Op alternatieve wijze kunnen sommige of alle druppels ladingen ontvangen van de tegenovergestelde polariteit. In een dergelijk geval echter zal het noodzakelijk zijn de positie van de vanger 54 en de electrode 52 bij te stellen met betrekking tot de druppelstromen ten einde 30 een selectieve opvang van de druppels te verschaffen.

Uitgevonden is dat indien gewenst meer dan een druppel kan worden aangebracht op elke drukpositie op de papierbaan. Twee opeenvolgende druppels gericht naar dezelfde drukpositie zullen neigen op te stapelen en uit te spreiden in alle richtingen, waardoor deze zich gaan gedragen als een druppel met een groter 35 volume. Ingezien zal worden dat de papierbaansnelheid gereduceerd dient te worden 7906142 f -11- 20867/JF/jl

Q

bij een inrichting welke meerdere druppels per drukpositie drukt, zodat de beweging van de papierbaan tussen het aanbrengen van opeenvolgende druppels wezenlijk zal zijn.

Fig. 4 is een schematische tekening, gelijksoortig aan fig. 3, welke 5 het drukpositieschema toont van de drukker volgens de uitvinding. Elk van de drup-pelstralen bedient drukposities in een geassocieerde groep van het aantal drukpo-sities. De niet-geladen druppels van elke straal zullen worden aangebracht op de drukposities zich uitstrekkend langs lijn 80. De druppels zullen worden afbewogen van de lijn 80, zoals aangegeven, in afhankelijkheid van het daarin geïndu-10 eeerde ladingsniveau. Hoe groter de lading is welke is geïnduceerd in elke druppel, des te groter is de afbuiging welke zal resulteren. Elk van de druppelposities definiëert een geassociëerde druklijn 70 op de papierbaan, waarbij elk van de druklijnen lateraal verplaatst is met betrekking tot de aangrenzende lijnen over een minimale afstand B, zodat het drukken kan worden volbracht zonder onderbre-15 kingen over de papierbaan.

Opgemerkt zal worden dat de druppels welke zijn afgebogen met de grootste en de minste hoeveelheden in elke· druppelstroom drukposities zullen bedienen welke druklijnen definiëren welke de druklijnen overlappen welke worden bediend door aangrenzende stromen. In straal 2 definiëren dus de drukposities 84 en 86 print-20 lijnen welke printlijnen* overlappen welke worden gedefiniëerd door de drukposities 80 en 90 in de aangrenzende groep drukposities. Het is bij een dergelijke inrichting gewenst dezelfde drukgegevens te verschaffen aan de straal voor de overlappende druklijnen, zodat deze overlappende druklijnen identiek zullen zijn. Het is duidelijk dat de drukgegevens welke het aanbrengen van de druppels besturen op de 25 positie 88 noodzakelijkerwijs vertraagd dienen te worden met een tijdsinterval gelijk aan dat vereist voor de papierbaanbeweging over de afstand D met betrekking tot de toevoering van dergelijke gegevens voor het besturen van het aanbrengen van druppels op positie 84.

Bij een uitvoeringsvorm van de uitvinding zal een druppel worden aan-30 gebracht indien vereist op elke opeenvolgende drukpositie op de papierbaan op een cyclische wijze. Dit zal resulteren in twee keer zoveel druppels welke worden aangebracht op die druklijnen welke worden bediend door twee aangrenzende stralen. Uitgevonden is echter dat deze toeneming in de inkt aangebracht langs overlappende lijnen niet resulteert in een verslechtering van de drukbeeldkwaliteit. Bij een 35 alternatieve drukinrichting welke de uitvinding belichaamt, kunnen twee druppels 7906142 -12- 20867/JF/jl * \ * * worden aangebracht op elke positie bij elke straal, met uitzondering van die drukposities welke de overlappende druklijn definiëren, De laatstgenoemde drukposities zullen sléchts een enkele druppel ontvangen gedurende elke druk-kringloop van elke straal. Het aantal druppels* aangebracht op elke druklijn 5 zal diaardoor in hoofdzaak uniform over de drukpapierbaan blijven. Er worden dus minder druppels afgebogen naar drukposities welke druklijnen definiëren welke . in hoofdzaak overlappen dan aan de rest van drukposities in groepen bediend door elke straal.

Verwezen zal nu worden naar de figuren 5a tot en met 5d, welke voor 10 de eenvoud het drukken tonen met drie drukposities welke worden bediend door een enkele straal. Ingezien zal worden dat een groter aantal drukposities op voordeliger wijze kan worden bediend door elke straal. Het is duidelijk dat aangezien de papierbaan beweegt en aangezien de driepuntpositie in opeenvolging op verschillende tijdstippen worden gedrukt, dat de papierbaan een zekere afstand ^ zal dienen te bewegen tussen het drukken van elke drukpositie. Voor de eenvoud van de analyse wordt aangenomen dat een druppel wordt aangebracht op elk van de drukposities in opeenvolging, In fig. 5a wordt drukpositie 1 gedrukt op tijdstip t . Op het tijdstip tfl + 1 wordt drukpositie 2 gedrukt zoals getoond in fig. 5b. Merk op dat de drukpositie een druppel welke voorafgaand is gedrukt nu met een 20 derde van het basis scheidend element (gelijk aan X^) is bewogen, aangezien dit was gedrukt op tijdstip tn· Op tijdstip t + 2 zoals te zien in fig. 5c, wordt de drukpositie 3 druppel gedrukt. Op dit tijdstip heeft de drukpositie 1 druppel een achterstand van twee derde van een basis scheidend element afgelegd, tertfjl de drukpositie 2 druppel een derde van een basis scheidend element heeft afge-25 legd. Op het tijdstip t + 3 wordt de drukpositie 1 opnieuw bediend.

Deze reeks drukmatrixdiagrammen toont het drukken voor een staaf welke schuin onder 45° staat terwijl de papierbaan met een maximale snelheid loopt. Deze inrichting zal geen vierkante matrix druksposities verschaffen omdat zoals te zien in fig. 5d, de lijn van straaldruppel scheef zal staan op de horizontaal. 30 De helling van de staaf kan echter worden veranderd ten einde voor deze fout te compenseren. De oriëntatie van de staaf wordt bijgesteld zodat de verticale afbuiging toeneemt met de hoeveelheid waarmee elke druppel beweegt gedurende een druktijdsperiode t^. De hoek van de drukstaaf met betrekking tot een loodrechte referentielijn is Θ - tan i-^V Ten einde deze snelheidsfout te compenseren 35 VYd / 79 0 6 1 42 Λ· - -13- 20867/JF/jl <r dient s nXd + Vwtp te zijn, waarin Y, = de verticale afbuigaf stand, d n = een geheel getal inclusief O (aantal gehele gegevensvertragingen aangeduid in het systeem), en' 5 V - een vaste papierbaansnelheid welke V max niet overschrijdt.

W "

Wanneer een gegevensvertraging wordt geïntroduceerd, zullen opeenvolgend bediende drukposities een tweetal opeenvolgende loodrechte lijnen vormen en informatiedrukken. Wanneer een systeem werkt met de maximale papierbaansnelhied, wordt deze vergelijking vereenvoudigd tot Y^ s (n + 1/M) en de vergelijking 10 voor 9 wordt 9 = tan“1j-I * waarin M = het aantal drukposities verdiend door elke straal is.

Fig. 6 toont schematisch de relatieve punten of drukposities waarop druppels in drukprojectie de drukpapierbaan 56 treffen. De lijn 92 vertegenwoordigd 15 de stand van de rij druppelstromen met betrekking tot de papierbaan 56. De straal welke het meest links ligt zal de drukposities P^ tot en met bedienen; de tweede straal van links zal de drukposities P^ tot en met P^ bedienen etc. Ofschoon zeven drukpoöities per straal zijn getoond, kan de bediening van een kleiner aantal drukposities per straal een voldoende toeneming in het scheidend vermogen geven 20 voor sommige doelen welke minder, stuurschakelingen vereisen.

De rij stralen staat onder een hoek 9 met betrekking tot een loodrechte referentielijn over de papierbaan. De longitudinale verplaatsing tussen drukposities is gelijk aan Yd terwijl de transversale verplaatsing tussen drukposities gelijk is aan Xd· Duidelijk is dat de tijd vereist voor het opwekken van 25 een druppel gelijk is aan t0=1/fQ, waarbij tg gelijk is aan de tijd voor het opwekken van elke inktdruppel en fQ gelijk is aan de frequentie waarmee de druppels worden opgewekt door elke straal. De tijd vereist voor het drukken van een stip of drukpositie t is eveneens'gelijk aan R/fg, waarbij tp gelijk is aan de tijd voor het drukken van elke stip en N gelijk is aan het aantal drukken per stip.

30 Onder aanneming nu dat het scheidend vermogen in de longitudinale richting gelijk is aan het scheidend vermogen in de transversale richting, dient wanneer elke straal wordt afgebogen voor het drukken in M verschillende drukposities, de papierbaan niet meer te bewegen dan een scheidingselement (X.) in de tijd X f vereist voor het drukken van alle Q-stippeh: 1Γ »s d 0 , waarbij V gelijk wraax wmax

-sc · MN

is aan de maximale drukpapierbaansnelheid en Q gelijk is aan het aantal druk- 7906142 I ' *9 -14- 20867/JF/jl posities bediend door elke straal.

De stuurgegevens voor het besturen van het aanbrengen van druppels op drukposities Ργ en P^', dienen noodzakelijkerwijs gelijk te zijn maar waarbij de gegevens welke het aanbrengen van druppels bestuurd op P^ vertraagt over 5 een geschikt tijdsinterval zodat het patroon druppels langs de druklijn gemeenschappelijk aan deze drukposities op geschikte wijze geplaatste druppels ont-. vangt van beide stralen welke de druklijn bedienen. Duidelijk is dat de druppels welke worden afgebogen met de grootste en minste hoeveelheid in elke druppel stroomt printposities bedienen welke druklijnen definiëren welke druklijnen over-10 lappen, welke worden bediend door aangrenzende druppelstromen.

Het netto resultaat is dat een continue drukbewerking wordt verschaft over de gehele breedte van de drukpapierbaan 56. Zal een van de stralen lichte-lijn zijn gekromd, dan verzekeren de overlappende tussen de druklijnen bediend door aangrenzende stralen en kunnen de gekromde stralen dat het drukken over 15 de gehele breedte van de papierbaan nog steeds kan worden bereikt. Ofschoon de kromme straal zal resulteren in een kleine vervorming van het drukbeeld zal deze vervorming minder opgemerkt worden dan wanneer een overlappende druklijnpatroon niet werd gebruikt, aangezien in een dergelijk geval een niet-bedrukte band, bestaande langs de lengte van de drukpapierbaan zal resulteren.

20 Een geschikte inrichting voor het ordenen van drukgegevens voor toe- voering aan de straalbesturingsschakelingen is getoond in fig. 7. De getoonde inrichting is bedoeld voor een zeven drukpositiestraaldrukker, maar begrepen dient te worden dat de eenvoudige modificaties deze inrichting toepasbaar maken op andere configuraties. Een gehele lijn drukinformatie welke het drukbeeld defini-25 eert op een lijn transversaal met betrekking tot de papierbaan wordt geassembleerd door een stuurcomputer op een bekende wijze op dit gebied van de techniek, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3 913 719. De lijn drukgegevens wordt toegevoerd aan de lijnen 100 en specificeert in binaire vorm wanneer een stip dient te worden gedrukt op elk van de drukposities over de breedte van de druk-30 papierbaan. Zoals te zien in fig. 6 echter kan deze informatie niet eenvoudig parallel woeden toegevoerd zonder geschikte vertraging met betrekking tot elke van de druppelstraalbestuurschakelingen, aangezien de druppels voor de posities 1 tot en met n elk worden toegevoerd op een afzonderlijk discreet tijdstip.

Aangezien de drukposities ?i, P^, Pjj, P^> Pg en P^ in die volgorde 35 worden bediend door een enkele straal worden drukgegevens welke dienen te worden 7906142 t V .

-15- 20867/JF/jl toegevoerd aan de stuurschakeling voor deze straal via lijn 102 in serie gezet te worden door register 104 en sehuifregister 106. De snelheid waarmee schuif-register 106 schuift zal afhankelijk zijn van de snelheid waarmee de straal wordt geschakeld tussen de drukposities. Aannemende dat een druppel wordt aan-5 gebracht op elke drukpositie, zal het sehuifregister 106 schuiven met de stimule-ringsfrequentie. Op gelijksoortige wijze zetten de registers 108 en 110 gegevens in serie voor hèt toevoren via lijn 112 aan de straalstuurschakeling welke de drukposities P^.' tot en met bedient. Ingezien zal worden echter dat deze straal noodzakelijkerwijs zal dienen te drukken op een tijdstip voorafgaand aan die gedurende welke de eerste straal drukt.

Het noodzakelijke tijdvertragingsverschil tussen aangrenzende stralen j&T hangt af van de tijd welke nodig is voor de papierbaan 56 over de afstand Δ J te bewegen (zie fig. 6) tussen overeenkomstige posities van opeenvolgende stralen. Deze vertraging kan worden verschaft met schuifregisters van de geschik-15 te lengte welke worden geklokt door tagometerpulsen welke een indicatie verschaffen van de snelheid van ’de snelheid van de papierbaanbeweging. De vertraging verschaft voor de toevoer van gegevens aan de tweede straal door middel van een register 114 zal daardoor zodanig zijn dat dit minder is dan de vertraging verschaft door register 116 met een hoeveelheid gelijk aan ΔΤ. Merk op dat dezelfde 20 stuurgegevens worden verschaft op lijn T18 voor het besturen van drukpositie P^f als worden verschaft voor de besturen van de drukpositie P^. Succesievelijk kortere gegevensvertragingen zijn noodzakelijk voor elk van de stralen, gaande van links naar rechts in fig. 6, zodat de straalbedieningsdrukposities Ρβ tot en met P^n g j' niet zullen worden vertraagd.

25 Nu zal worden verwezen naar fig. 8, welke een alternatieve gegevens- samenstellingsinrichting toont. De schakeling volgens fig. 8 is gelijksoortig aan die van fig. 7» met de uitzondering dat een serie schuifregisters van verspringende lenzen, 120, 122 etc zijn aangebracht in plaats van een register 114, 116 etc. De registers 120 verschaffen een eenstaps gegevensvertraging tussen drukposities 30 hetgeen het mogelijk maakt dat de drukstaaf wordt aangebracht op minder dan een hoek, zoals hiervoorgaand besproken. Zoals duidelijk is aan de hand van de tekening, bestuurt de drukgegevensverzameling in de registers 106, 110 etc. het drukken op zeven opeenvolgende transversale lijnen over de papierbaan, in plaats van over een enkele transversale lijn zoals het geval is in fig. 7-35 Nu wordt verwezen naar fig. 9, welke gelijksoortig is aan fig. 7 met de 7906142 -16- 20 867/JF/Ji

*r . 1 V

uitzondering dat schuifregisters 130, 132 etc. ook aan hun respectievelijke uitgangen drukstuurgegevens verschaffen welke herhalend is, met uitzondering tot de drukposities welke worden bediend door de druppels welke het minst en het meest worden afgebogen. Dus met betrekking tot het register 130 is te zien dat de uit-5 gang 102 druks tuurgegevens zAl ontvangen in de volgende opeenvolging: P., P , P_, I 6 £ P3» P3> pi}» p4* pg» p5» pg» pg» ργ· De inrichting volgens fig. 9 verschaft dus. een geschikte ordening van drukstuurgegevens wanneer minder druppels dienen te worden afgebogen van elke straal voor drukposities welke een druklijn definiëren welke in hoofdzaak.overlappen dan met betrekking tot de rest·, van de druk-10 posities in de groep bediend door de straal.'

Zoals hiervoor beschreven zullen de stuurgegevens toegevoerd aan de schuifregisteruitgangen in de figuren 7 tot en· met 9 de binaire vorm hebben, wélke aangeeft wanneer een druppel dient te worden aangebracht op elk van de drukposities in opeenvolging. Deze drukgegevens worden daarna gebruikt voor het sturen 15 van een electronische schakelinriehting welke of een vangpotentiaal aan de daarmee overeenkomende ladingsring zal verschaffen of op alternatieve wijze een van een aantal ladingsniveau1s welke tot gevolg hebben dat de druppels worden afge-bogen naar geschikte drukposities.

Hoewel de vormen van de inrichting hierin beschreven voorkeursuitvoe-20 ringsvormen van de uitvinding voorstellen, dient begrepen te worden dat de uitvinding niet is beperkt tot deze nauwkeurige vormen van inrichtingen en dat veranderingen daarin kunnen worden aangebracht zonder buiten de beschermingsomvang van de uitvinding te komen.

25 30 -CONCLUSIES- 7906142

Claims (5)

1. Inktstraaldrukker voor het drukken van een drukbeeld op een drukmedium door het selectief aanbrengen van inktdruppels op een aantal drukposities 5 op het drukmedium, waarbij elke drukpositie een druklijn op het drukmedium défi- niëerd in dé richting van relatieve beweging van het drukmedium, omvattende: middelen voor het opwekken van een aantal druppelstralen gericht naar het drukmedium, middelen voor het effectueren van relatieve beweging tussen het drukmedium en de middelen voor het opwekken van een aantal druppelstralen, waardoor 10 druklijnen worden gedefiniëerd welke zich uitstrekken in de richting van relatieve beweging van het drukmedium en middelen voor het selectief afbuigen van druppels: van elke druppelstraal naar drukposities in een geassociëerde groep van het aantal drukposities, met het kenmerk, dat ten minste twee van de drukposities ±i elke groep drukposities druklijnen definiëren welke de druklijnen gedefiniëerd 15 door drukposities in aangrenzende groepen drukposities in hoofdzaak overlappen.

2. Inktstraaldrukker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het selectief afbuiten van druppels van elke druppelstraal omvatten: ladingselectrodemiddelen voor het selectief laden van elk van de druppels op een van een aantal ladingsniveau·s, inclusief een vangladingsniveau in responsie 20 op ladingssignalen, middelen voor het opwekken van een electrisch afbuigveld voor het afbuigen van druppels, vangmiddelen voor het vangen van de druppels met een vangladingsniveau en middelen voor het toevoeren van ladingssignalen aan de ladingselectrodemiddelen, zodat de druppels op .geschikte wijze zullen afbuigen voor het collectief vormen van het gewenste drukbeeld, waarbij de druppels in elke 25 straal welke worden gericht naar drukposities welke overlappende druklijnen definiëren, dusdanig worden geladen dat het druppelpatroon aangebracht op de overlappende druklijnen door elke straal in hoofdzaak hetzelfde is als het druppelpatroon aangebracht op de overlappende druklijnen door aangrenzende stralen.

3. Inktstraaldrukker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de midde-30 len voor het selectief afbuigen van druppels middelen omvatten voor het afbuigen van minder druppels van elke straal naar de drukposities, welke druklijnen definiëren, welke in hoofdzaak overlappen, dan naar de overblijvende drukposities in de groep bediend door de straal.

4. Inktstraaldrukker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aan-35 tal druppelstralen op gelijke afstand liggen langs een stralenrij en dat het. druk- 7906142 * - « f V •18- 20867/JF/jl medium relatief met betrekking tot de stralenrij dusdanig wordt bewogen dat de bewegingsrichting van het drukmedium schuin is met betrekking tt>t de straal-rij.

5. Inktstraaldrukker volgens conclusie 4,met het kenmerk, dat de midde- 5 len voor het selectief afbuigen van druppels middelen omvatten voor het selectief afbuigen van druppels in elk van de druppelstralen naar een aantal drukposities in een richting welke loodrecht staat op die van de stralenrij, waarbij een aantal van de druklijnen op het drukmedium worden bediend door elke straal en waarbij een aantal druklijnen wordt bediend door elke straal welke die worden bediend door aangrenzende stralen wordt overlapt. Eindhoven, augustus 1979. 15 20 25 30' 7906142