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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
für den
kontinuierlichen Tintenstrahldruck und insbesondere auf ein kontinuierliches
Tintenstrahldruckverfahren, bei dem ein sich entlang einer ersten
Strömungsbahn
bewegender erster Tintentropfenstrom als Maske dient, indem er mit
einem zweiten Tintentropfenstrom zusammenstößt, der seine Bewegungsbahn
in Richtung auf ein Empfangsmedium schneidet, auf dem ein Bild gedruckt
werden soll, wobei ausgewählte
Tropfen des zweiten Tintentropfenstroms zeitlich so gesteuert werden,
dass sie zwischen den maskierenden Tropfen passieren, diese umgehen
und zur Ausbildung eines Bildes auf dem Empfangsmedium zu letzterem gelangen
und auf diesem auftreffen können.
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Tintenstrahldrucker
erzeugen Bilder auf einem Empfangsmedium dadurch, dass sie Tintentropfen
bildweise auf das Empfangsmedium ausstoßen. Dabei ist die breite Akzeptanz
von Tintenstrahldruckern im Markt weitgehend auf die Vorteile der
berührungslosen,
geräuscharmen
und kostengünstigen
Arbeitsweise bei geringem Energieverbrauch sowie die Fähigkeit
des Druckers, auf Normalpapier drucken zu können, zurückzuführen.
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Tintenstrahldrucker
werden allgemein in DOD- (Drop-on-demand) oder kontinuierliche Tintenstrahldrucker
unterteilt. Der kontinuierliche Tintenstrahldruck ist mindestens
seit 1929 bekannt. Siehe US-A-1 941 001, erteilt an Hansell.
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Unter "DOD"-Tintenstrahldruckern
sind solche Drucker zu verstehen, bei denen an jeder Düse ein Druckbetätigungselement
einen Tintentropfen erzeugt. Dabei wird eine von zwei Arten von
Betätigungselementen
eingesetzt, nämlich
thermische Betätigungselemente
oder piezoelektrische Betätigungselemente.
Bei thermischen Betätigungselementen
heizt ein an geeigneter Position angeordnetes Heizelement die Tinte
auf, wodurch eine bestimmte Menge der Tinte die Phase ändert und
den Zustand einer gasförmigen
Dampfblase annimmt, wodurch der innere Tintendruck so stark steigt,
dass ein Tintentropfen auf das Empfangsmedium ausgestoßen wird.
Ein Merkmal der thermischen Betätigungselemente
ist die Möglichkeit,
sie in einfacher Weise in moderne bekannte Druckkopfkonstruktionen
zu integrieren, insbesondere in solche, die mit Siliciumsubstraten
mit elektrischen CMOS-Schaltungen arbeiten. Ein Nachteil besteht
jedoch im hohen Gesamt-Stromverbrauch, insbesondere bei "seitenbreiten" Druckkopfanordnungen.
Bei piezoelektrischen Betätigungselementen
wird ein piezoelektrisches Material verwendet, durch dessen piezoelektrische
Eigenschaften bei Anlegen eines elektrischen Feldes eine mechanische
Spannung erzeugt wird.
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Die
gebräuchlichsten "kontinuierlichen" Tintenstrahldrucker
arbeiten mit elektrostatischen Ladetunnels, die nahe des Punktes
angeordnet werden, an dem die Tintentropfen in Form eines Stroms
ausgestoßen
werden. Durch die Ladetunnels werden ausgewählte Tropfen elektrisch geladen.
Die geladenen Tropfen werden anschließend durch stromabwärts vorgesehene
Umlenkplatten umgelenkt, die zwischen sich ein vorgegebenes Differenzpotential aufweisen.
Zum Auffangen der Tropfen kann eine Auffangrinne vorgesehen sein,
während
die ungeladenen Tropfen frei auf das Empfangsmedium auftreffen können. Ein
Nachteil der bekannten kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker
besteht jedoch darin, dass die Ladevorrichtung kompliziert und die
Integration in den Druckkopf teuer ist. Außerdem kann die Bildqualität durch
Wechselwirkungen zwischen den geladenen Tropfen beeinträchtigt werden.
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Ein
neuartiger kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker ist in
US-A-6 079 821, erteilt am 27. Juni 2000 an Chwalek et al. und abgetreten
an die Eastman Kodak Company, beschrieben und beansprucht. Bei diesen
Druckern werden die Tintentropfen mittels asymmetrischer Heizelemente
statt der elektrostatischen Ladetunnels in Richtung der gewünschten
Positionen auf dem Empfangsmedium umgelenkt. Bei diesem Gerät ist für jede der
Tinten-Düsenöffnungen
eine Tropfenerzeugungseinrichtung vorgesehen, die aus einem Heizelement
mit einem selektiv betätigbaren
Abschnitt besteht, der jeweils nur einem Teil des Umfangs der Düsenöffnung zugeordnet
ist. Durch periodische Betätigung
des Heizelements über
eine Folge gleichmäßiger elektrischer
Stromimpulse wird zur Steuerung der Richtung des Tropfenstroms zwischen
der Richtung, in der gedruckt wird, und einer Richtung, in der nicht
gedruckt wird, asymmetrisch Wärme
auf den Tropfenstrom aufgebracht.
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Zwar
hat sich gezeigt, dass die genannten kontinuierlich arbeitenden
Tintenstrahldrucker zahlreiche bewährte Vorteile gegenüber herkömmlichen, mit
elektrostatischen Ladetunnels arbeitenden Tintenstrahldruckern aufweisen,
es gibt aber dennoch bestimmte Bereiche, in denen diese Drucker
noch verbessert werden können,
insbesondere im Bereich der zuverlässigen Funktion mit den unterschiedlichsten
flüssigen
Tinten und beim Betrieb der Heizelemente mit niedrigeren Temperaturen.
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Zum
Beispiel wurde in US-A-4 341 310, erteilt am 27. Juli 1982 an Sangiovanni
et al., die Verwendung zweier Flüssigkeitsströme zur Tropfenerzeugung
bei einem sogenannten "Maskier"-Verfahren beschrieben. Bei diesem "Maskier"-Verfahren werden
getrennte Ströme "polarer" und "nicht polarer" monodispergierter
Flüssigkeitstropfen
so koordiniert, dass sie sich an einem Schnittpunkt schneiden und
den Durchgang der "nicht
polaren" Flüssigkeitstropfen "maskieren" oder verhindern.
Bei dieser Technik treffen jedoch zum Drucken keine Tintenströme bildweise
aufeinander. Vielmehr ist bei dieser Technik eine komplizierte Ladevorrichtung
erforderlich, die die Bewegungsbahn der "polaren" Tropfen verändert. Dies ist teuer und erfordert
relativ hohe Spannungen, was mit bekannten Niederspannungs-CMOS-Druckkopfsystemen,
die normalerweise mit 2 bis 6 Volt arbeiten, nicht ohne weiteres
kompatibel ist.
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JP 60193659 beschreibt
einen Tintenstrahldrucker mit zwei in einem Winkel zueinander angeordneten
Druckköpfen.
Bei gleicher Erregungsfrequenz der elektromechanischen Betätigungselemente
der beiden Druckköpfe
stoßen
von dem einen Druckkopf ausgestoßene einzelne Tintentropfen
mit von dem anderen Druckkopf ausgestoßenen anderen Tintentropfen
zusammen. Die Bewegungsrichtung des daraus resultierenden vereinigten
Tropfens verändert
sich, und der vereinigte Tropfen passiert eine Öffnung in einer Auffangrinne
und trifft auf ein Empfangsmedium auf. Bei ungleicher Erregungsfrequenz
der elektromechanischen Betätigungselemente
der einzelnen Druckköpfe
stoßen
die von dem einen Druckkopf ausgestoßenen einzelnen Tintentropfen
nicht mit den von dem anderen Druckkopf ausgestoßenen einzelnen Tintentropfen
zusammen. Die Bewegungsrichtung der einzelnen Tintentropfen bleibt
unverändert,
und die einzelnen Tintentropfen werden in der Auffangrinne aufgefangen
und treffen nicht auf dem Empfangsmedium auf.
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Es
besteht daher ein Bedarf an einem Tintenstrahldruckverfahren, dass
die jeweiligen Vorteile des kontinuierlichen Tintenstrahldrucks
und des DOD-Tintenstrahldrucks mit dem Betrieb mit niedriger Spannung
und geringem Stromverbrauch vereint. Wenn dies durch die Verwendung
eines Tintenstrahl-Maskierkonzepts erreicht werden kann, das die
Komplexität
und die Kostennachteile der bekannten "Maskier"-Verfahren vermeidet, wäre dies
ein überraschender,
aber willkommener Fortschritt auf diesem Gebiet.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für den kontinuierlichen
Tintenstrahldruck bereitzustellen, die die erwünschten Aspekte des "DOD"-Drucks und der "Maskier"-Konzepte nutzt,
ohne die unerwünschten
Aspekte der jeweiligen Druckvorrichtungen aufzuweisen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die beiliegenden Ansprüche erreicht.
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, einen Tintentropfenstrom
selektiv zu maskieren, ohne dass dazu eine elektrische Polarisierung der
Tropfen erforderlich ist.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Möglichkeit, Tintentropfen unterschiedlicher
Größe aus einem
einzigen kontinuierlichen Tintenstrom zu erzeugen.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit der Bereitstellung
eines kontinuierlichen Tintenstrahldruckverfahrens mit Tropfenmaskierung,
das mit einem Druckkopfsystem, das mit niedriger Spannung arbeitet,
kompatibel ist.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
für den
Fachmann beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
im Zusammenhang mit den Zeichnungen, die beispielhafte Ausführungsformen
der Erfindung darstellen und beschreiben, besser verständlich.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
vereinfachte schematische Darstellung eines Verfahrens und einer
Vorrichtung zum erfindungsgemäßen Maskieren
von Tropfen in einem kontinuierlichen Tintenstrahldruckverfahren;
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2 eine
vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Druckkopfs,
wobei in der Darstellung zur Illustration eines Maskieraspekts der
Erfindung sich schneidende Tintentropfenströme dargestellt sind;
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3 eine
grafische Darstellung der elektrischen Treibersignalverläufe des
Geräts
gemäß 1 im
nicht druckenden Modus;
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3a eine
grafische Darstellung der elektrischen Treibersignalverläufe des
Geräts
gemäß 1 im
druckenden Modus; und
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4 eine
vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Druckkopfs,
wobei in der Darstellung zur Illustration eines Maskieraspekts der Erfindung
sich schneidende Tintentropfenströme dargestellt sind.
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Die
Beschreibung richtet sich insbesondere auf jene Elemente, die Bestandteil
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind oder direkter mit ihr zusammenwirken. Es versteht sich, dass
hier nicht besonders dargestellte oder beschriebene Elemente in
unterschiedlicher, dem Fachmann bekannter Weise ausgebildet sein
können.
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1 zeigt
eine in Aufbau und Funktion der Lehre der Erfindung entsprechende
Vorrichtung 10 für
den kontinuierlichen Tintenstrahldruck mit Tropfenmaskierung. Die
Vorrichtung 10 ist in Verbindung mit einem Empfangsmedium 12 dargestellt,
auf dem durch die Vorrichtung 10 ein Bild ausgebildet werden soll,
wobei das Empfangsmedium 12 ein geeignetes herkömmliches
Empfangsmedium, etwa ein Blatt Papier, ein transparenter Film oder
dergleichen sein kann. Die Vorrichtung 10 weist einen Druckkopf 14, einen
Tintenvorrat 16, der zur Versorgung des Druckkopfs mit
Tinte über
einen Tintenförderkanal 18 mit dem
Druckkopf 14 verbunden ist, einen elektrischen Druckkopfantrieb 20,
der über
eine leitfähige
Bahn 22 mit dem Druckkopf 14 verbunden ist, um
dem Druckkopf 14 für
dessen gesteuerter Betätigung
elektrische Treibersignale zuzuführen,
ferner eine zwischen dem Empfangsmedium 12 und dem Druckkopf 14 angeordnete
Auffangrinne 24, die mittels einer Tintenrückführleitung 28 mit
einem Tintenrückführbehälter 26 verbunden
ist, und eine drehbare Trommel 30 zum Aufnehmen und Transportieren
des Empfangsmediums 12 bezüglich des Druckkopfs 14 während des
Druckvorgangs auf.
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Betrachtet
man ferner 2, so weist der Druckkopf 14 eine
Düsenplatte 32 mit
einer Vielzahl von Tintenausstoßdüsen-Paaren 34 und 36 mit
Düsenöffnungen 38 bzw. 40 auf,
die mit mindestens einer Tintenkammer 42 in Verbindung
stehen, die in herkömmlicher
und bekannter Weise über
einen Tintenförderkanal 18 mit
einem Tintenvorratsbehälter 16 in
Flüssigkeitsverbindung
steht. Die Tinte in der Tintenkammer 42 wird unter einem
durch herkömmliche Mittel,
etwa eine (nicht dargestellte) Pumpe oder dergleichen, erzeugten
Druck durch Öffnungen 38 und 40 der
Tintenausstoßdüsen 34 und 36 in
kontinuierlichen Tintenströmen 44 bzw. 46 aus
dem Druckkopf 14 ausgestoßen. Der Tintenstrom 44 wird
entlang einer Strömungsbahn 48 ausgestoßen und
weist einen bei 50 angegebenen Querschnitt und eine bei 52 bezeichnete
Winkelausrichtung bezüglich
der vorderen Fläche 54 der
Düsenplatte 32 auf,
die durch die Größe der Öffnung 38 und
deren Winkel relativ zur vorderen Oberfläche 54 bestimmt werden.
Desgleichen wird der Tintenstrom 46 entlang einer Strömungsbahn 56 aus
der Öffnung 40 ausgestoßen und
weist einen Querschnitt 58 und eine Winkelausrichtung 60 relativ
zur vorderen Fläche 54 auf,
die durch die Querschnittsfläche
der Öffnung 40 und
ihre Winkelausrichtung relativ zur vorderen Fläche 54 bestimmt werden.
Die Strömungsbahn 48 und
die Strömungsbahn 56 sind
zueinander so ausgerichtet, dass sie sich an einem vorgegebenen
Ort 62 in einem Abstand zur vorderen Fläche 54 der Düsenplatte 52 schneiden.
Der Druckkopf 14 weist ein Element 64 auf, das
derart betätigt
werden kann, dass es den Tintenstrom 44 stromaufwärts von
dem vorgegebenen Ort 62 kontrolliert in durch die Tintentropfen 66 repräsentierte
aufeinander folgende, sich entlang einer Strömungsbahn 48 bewegende
Tropfen aufbricht. Desgleichen weist der Druckkopf 14 ein
Element 68 auf, das derart betätigt werden kann, dass es den
Tintenstrom 46 stromaufwärts von dem vorgegebenen Ort 62 kontrolliert
in durch die Tintentropfen 70 und 72 repräsentierte
aufeinander folgende, sich entlang einer Strömungsbahn 56 bewegende
Tropfen aufbricht.
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Infolge
der Größe und des
Timings der jeweiligen Tintentropfen 66, 70 und 72 stoßen die
sich entlang der Strömungsbahn 48 bewegenden
Tintentropfen 66 mit den sich entlang der Strömungsbahn 56 bewegenden
Tintentropfen 70 am Ort 62 zusammen und "maskieren" damit diese Tintentropfen 70,
d.h. sie hindern sie daran, sich weiter entlang der Strömungsbahn 56 am
Ort 62 vorbei zu bewegen, während die Tintentropfen 72 der
Strömungsbahn 56 weiter
folgen können.
Betrachtet man nochmals kurz 1, so ist
die Trommel 30 von der Strömungsbahn 56 derart
beabstandet, dass die den Ort 62 passierenden Tintentropfen 72 auf
das Empfangsmedium 12 auftreffen können. Die Auffangrinne 24 ist
derart positioniert, dass sie die Tintentropfen 66, die
sich entlang der Strömungsbahn 48 bewegen
und nicht mit den Tintentropfen 70 zusammenstoßen, und auch
Tintentropfen 74 auffangen kann, die durch das Zusammenstoßen von
Tintentropfen 66 und Tintentropfen 70 entstehen,
wobei der Zusammenstoß die Tropfen 74 auf
eine neue Bewegungsbahn 76 zwischen den Bewegungsbahnen 48 und 56 bringt.
Um die Maskierfunktion der Tintentropfen 70 zu erleichtern,
hat es sich aus verschiedenen Gründen
als vorteilhaft erwiesen, wenn diese einzelnen Tintentropfen 66 größer sind
als die Tropfen 70 und 72. Denn je größer die
Tintentropfen 66 sind, desto größer ist der lineare Impuls,
mit dem sie die kombinierten Tropfen 74 veranlassen, sich
entlang der neuen, von der Bewegungsbahn 56 abweichenden
Bewegungsbahn 76 zu bewegen. Je größer die Tintentropfen 66 sind, desto
leichter ist es außerdem,
ihren Zusammenstoß mit
den Tintentropfen 70 zu koordinieren. Tintentropfen 66,
die größer sind
als die Tintentropfen 70 und 72, können durch
eine Vielzahl von Techniken erreicht werden. Im vorliegenden Fall
ist die Querschnittsfläche 38 der
Tintenausstoßdüse 34 größer als
die Querschnittsfläche
der Öffnung 40 der
Tintenausstoßdüse 36,
so dass der Tintenstrom 44 gegenüber dem Querschnitt 58 des
Tintenstroms 46 einen entsprechend größeren Querschnitt 50 aufweist.
Außerdem
weisen die Elemente 64 und 68 für das kontrollierte
Aufbrechen der Ströme 44 und 46 in
Tintentropfen 66 und Tintentropfen 70 bzw. 72 ringförmige Heizelement 78 und 80 auf,
die auf der vorderen Fläche 54 der
Düsenplatte 32 um
entsprechende Tintenausstoßdüsen 34 und 36 herum
angeordnet sind, wobei die Heizelemente 78 und 80 selektiv
so betätigt werden
können,
dass sie die Tintenströme 44 und 46 beim
Passieren der Düsen 34 und 36 erwärmen und damit
die Oberflächenspannung
der Tinte verringern, wodurch sich die Tintenströme, wie in den Bereichen oder
Zonen 82 angedeutet, so stark ausweiten, dass sich durch
die entstehenden Druckunterschiede im Strom Tröpfchen ausbilden. Dabei ist
anzumerken, dass die als zweidimensionale Kreise dargestellten Tintentropfen 66, 70, 72 und 74 dreidimensionale
Kugeln repräsentieren,
wenn die Tropfen in der Praxis gegebenenfalls auch etwas andere
Formen aufweisen. Außerdem
ist hier darauf hinzuweisen, dass die Tintentropfen 70 wesentlich
größer sind
als die Tintentropfen 72 und dass die Tintentropfen 70 dazu
bestimmt sind, maskiert zu werden, d.h. mit Tintentropfen 66 zusammenzustoßen, während die
Tintentropfen 72 dazu bestimmt sind, sich zwischen den
Tintentropfen 66 hindurch zu bewegen, sich weiter entlang der
Strömungsbahn 56 zu
bewegen und zum Ausbilden eines Bildes auf dem Empfangsmedium 12 aufzutreffen.
Dabei erleichtern größere Tintentropfen den
Zusammenstoß,
während
aus einem oder mehreren kleineren Tropfen bestehende Tropfenfolgen vorzugsweise
entsprechend kleinere Pixel auf einem Empfangsmedium, etwa dem Empfangs medium 12, ausbilden,
um dort ein schärferes
Bild zu erzeugen. Wie bereits erwähnt wurde, besteht ein weiterer
Vorteil darin, dass die kleineren Tintentropfen 72 leichter zwischen
den aufeinander folgenden Tintentropfen 66 hindurch gelangen
können.
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In 3 ist über einem
Signalverlauf 84, die die durch den Treiber 20 zum
Aktivieren des Heizelements 80 erzeugten elektrischen Signale
repräsentiert,
ein elektrischer Signalverlauf jener Treibersignale als Funktion
der Zeit dargestellt, die von dem elektrischen Druckkopfantrieb 20 erzeugt
und dem Heizelement 78 zugeführt werden, um dieses zum Erzeugen
von Tintentropfen 66 zu aktivieren. Die Kurven 82 und 84 repräsentieren
den nicht druckenden Zustand, d.h. den Zustand, in dem die aus dem Tintenstrom 46 erzeugten
Tropfen so mit den Tintentropfen 66 zusammenstoßen, dass
keine Tropfen des Tintenstroms 46 den Ort 62 intakt
passieren. Bei den Kurven 82 und 84 repräsentieren
die Signalintervalle 86 und 88 Zeitperioden, in
denen die Heizelemente 78 und 80 nicht aktiviert
sind, so dass die Tintenströme 44 und 46 von
den Heizelementen nicht beeinflusst werden, während die Intervalle 90 und 92 höherer Signalamplitude
zwischen den Intervallen 86 und 88 Zeitperioden
repräsentieren,
in denen die Heizelemente 78 und 80 aktiviert
sind, so dass die Tintenströme 44 und 46 synchron
in Tintentropfen aufgebrochen werden. Im vorliegenden Fall sind
die Signalintervalle 90 und 92 zeitlich so abgestimmt,
dass sie gleichzeitig auftreten und die Tintenströme 44 und 46 zeitlich
abgestimmt so in Tropfen aufgebrochen werden, dass diese zusammenstoßen und
damit den erwünschten
Maskiereffekt erzeugen.
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In 3a sind
elektrische Signalverläufe 94 und 96,
die die den Heizelementen 78 bzw. 80 zugeführten Treibersignale
repräsentieren,
in einem Druckmodus dargestellt. Dabei weist der Verlauf 94 dieselben
Signalintervalle 86 und 90 auf wie der Verlauf 82,
wobei diese dem normalen Aufbrechen der Tintenströme 44 in
gleichmäßig beabstandete
Tintentropfen gleicher Größe, zum
Beispiel die Tintentropfen 66 in 2, entsprechen.
Allerdings unterscheidet sich der Verlauf 96 erheblich
vom Verlauf 84 des nicht druckenden Modus. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform,
bei der mehrere Tropfen je Bildpixel gedruckt werden können, besteht
die dem Drucken eines Bildpixels zugeordnete Zeit P aus einer Folge von
Signalintervallen 93 kurzer Dauer und hoher Amplitude,
die durch Signalintervalle 98 geringer Amplitude voneinander
getrennt sind. Die Signalintervalle 93 sind, wie in 3a dargestellt,
in der Zeit P zeitlich mittig gewichtet und von den Daten des nächsten Pixels
durch Signalintervalle 100 niedrigerer Amplitude getrennt.
Die Anzahl der für
die Betätigung
des Heizelements 80 zu verwendenden Signalintervalle 93 höherer Amplitude
ist gleich der Anzahl der je Pixel zu druckenden Tropfen plus 1.
Das dargestellte Beispiel bezieht sich auf das Drucken von drei
Tropfen je Pixel, wobei dies jedoch nur der Veranschaulichung dient
und die Anzahl der zu druckenden Tropfen entsprechend den Bilddaten
verändert
werden kann. Auch ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Höchstzahl
von Tropfen je Bildpixel beschränkt.
Auch hier führen
die Signalintervalle 93 höherer Amplitude zum Aufbrechen
des Tintenstroms 46 gemäß 2 in
Tintentropfen. Die Zwischen-Intervalle 98 geringer Signalamplitude
entsprechen proportional dem Volumen der Tintentropfen 72,
und die längeren
Signalintervalle 100 mit geringer Amplitude entsprechen
proportional dem Volumen der Tintentropfen 70. Das relative
Timing der Signalintervalle 90 und 93 höherer Amplitude
der Signalverläufe 94 und 96 ist
derart gewählt,
dass die Tintentropfen 66 und 70 am Ort 62 zusammenstoßen, während die
Tintentropfen 72 sich zwischen den Tintentropfen 66 hindurch
bewegen, der Bewegungsbahn 56 weiter folgen und auf das Empfangsmedium
auftreffen. An dieser Stelle ist zu beachten, dass die Parameter
bezüglich
Größe und Abstand
der aus den Tintenströmen 44 und 46 gebildeten
Tintentropfen durch Betätigung
der Heizelemente 78 bzw. 80 gesteuert werden und
diese Parameter daher nach Bedarf verändert werden können, um
die gewünschten
Bildeigenschaften zu erzielen. Ferner ist vorgesehen, dass zur Ausbildung
der Pixel in einem Bild jede beliebige Anzahl von Tintentropfen verwendet
werden kann. Des weiteren ist zu beachten, dass die Elemente 64 und 68 ferner
und alternativ weitere Elemente zum Aufbrechen der Tintenströme 44 und/oder 46 in
die gewünschten
Tintentropfen aufweisen können,
unter anderem auch andere thermoelektrische Heizelement-Konstruktionen,
an anderen Orten positionierte Heizelemente, mechanische Vorrichtungen
und elektromechanische Vorrichtungen. Desgleichen versteht es sich,
dass die Tintenausstoßdüsen 34 und 36 Öffnungen
aufweisen können,
die von den Öffnungen 38 und 40 (2) abweichen,
zum Beispiel zur vorderen Fläche 54 der Düsenplatte 32 rechtwinklig
ausgerichtete Öffnungen,
solange mindestens ein Elemente vorgesehen ist, das die aus den Öffnungen
austretenden Tintenströme
in die erforderlichen, sich schneidenden Strömungsbahnen lenkt.
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In 4 ist
eine alternative Vorrichtung 102 für den kontinuierlichen Tintenstrahldruck
mit Tropfenmaskierung dargestellt, die gemäß der Lehre der Erfindung aufgebaut
ist und betrieben werden kann. Dabei sind gleiche Elemente in den
Vorrichtungen 102 und 10 mit gleichen Nummern
gekennzeichnet. Die Vorrichtung 102 weist einen Druckkopf 104 mit
einer Tinten kammer 42, die mit einem Tintenvorrat, etwa
dem Tintenbehälter 16 (1)
in Flüssigkeitsverbindung
gebracht werden kann, sowie einer Düsenplatte 32 mit einer
Vielzahl von Tintenausstoßdüsen-Paaren 106 und 108 mit
entsprechenden Öffnungen 110 und 112 auf,
die zum Ausstoßen
von Tintenströmen 44 und 46 aus
der Kammer 42 mit letzterer in Verbindung stehen. Die Öffnungen 110 und 112 unterscheiden
sich von den zuvor beschriebenen und erörterten Öffnungen 38 und 40 der
Vorrichtung 10 insofern, als die Öffnungen 110 und 112 senkrecht zur
vorderen Fläche 32 des
Druckkopfs 104 verlaufen. Um die aus den Öffnungen 110 und 112 austretenden
Tintenströme 44 und 46 entlang
den Bewegungsbahnen 48 und 56 zu lenken, so dass
sie sich am vorgegebenen Ort 62 schneiden, weisen die Düsen 106 und 108 erhabene
Strukturen 114 und 116 auf, die entweder aus einem
geeigneten herkömmlichen
hydrophilen Material (für
den Einsatz mit wässrigen
Tinten) hergestellt oder mit einem solchen Material beschichtet
sind. Die Rippenstrukturen 114 und 116 wirken
in der Weise, dass sie die Tinte der Tintenströme 44 und 46 anziehen
und eine ausreichende Veränderung
des Meniskus 118 am Punkt des Zusammentreffens zwischen
dem Tintenstrom 44 und der Düse 106 sowie des Meniskus 102 am
Punkt des Zusammentreffens zwischen dem Tintenstrom 46 und
der Düse 108 bewirken,
so dass die Strömungsbahnen 48 und 56 in
Richtung auf den Ort 62 abgelenkt oder geführt werden.
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Die
Vorrichtung 102 weist Elemente 64 und 68 auf,
durch die sie operativ mit einem elektrischen Druckkopfantrieb,
etwa dem Antrieb 20 (1), verbunden
werden kann, um die Tintenströme 44 und 46 in
Tintentropfen, etwa die Tintentropfen 66, 70 und 72,
aufzubrechen, wobei sie hierzu zum Beispiel piezoelektrische Vorrichtungen 122 und 124 aufweisen, die
bei Betätigung
dünnere
Membranabschnitte 126 und 128 der Düsenplatte 32 so
stark verformen, dass die Tintenströme 44 und 46 wie
gewünscht
intermittierend aufgebrochen werden.
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Es
wird daher ein Verfahren und eine Vorrichtung für den kontinuierlichen Tintenstrahldruck bereitgestellt,
die die erwünschten
Aspekte der DOD- und Maskierkonzepte nutzen, während kompliziertere und kostspieligere
Aspekte der vorstehenden Konzepte, nämlich Ladevorrichtungen mit
den zugehörigen,
hohe Spannung benötigenden
Schaltungen, vermieden werden.
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Die
hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren werden bevorzugt,
weil sie eine einfache und kostengünstigere Herstellung der Druckköpfe begünstigen.
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Vorstehend
sind eine Reihe bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben. Für den
Fachmann nahe liegende Modifikationen sind jedoch möglich, ohne
vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.