DE3501905A1 - Method of colour recording of information by means of ink jet - Google Patents
Method of colour recording of information by means of ink jetInfo
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Abstract
Description
Titel der Erfindung Verfahren zum farbigen Aufzeichnen von Informationen mittels Tintenstrahl Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum farbigen Aufzeichnen von Informationen und Bildern mittels Tintenstrahl mit mindestens drei Düsen und verbessert das in der DD-PA B41J/253 587/5 beschriebene Tintenstrahldruckverfahren im Hinblick auf eine universelle Anwendung von farbigen Aufzeichnungen.Title of the invention Method of recording information in color by means of inkjet Field of application of the invention The invention relates to a method for the colored recording of information and images by means of an ink jet at least three nozzles and improves the one described in DD-PA B41J / 253 587/5 Inkjet printing process with a view to universal use of colored Records.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die DD-PA B41J/253 587/5 schildert ein Tintenstrahlaufzeichnungs verfahren mit mindestens zwei Düsen, die in einem solchen Winkel zueinander stehen, daß sich ihre Achsen vor dem Aufzeichnungsträger in einem Punkt schneiden, wobei jedem Tintentröpfchen eine Ladung aufgebracht wird, deren Größe aus zwei vorgegebenen Größen ausgewählt wird, und daß durch ein homogenes elektrisches Feld der nachgeordneten gemeinsamen Ablenkelektrodenanordnung die Tintentröpfchen mit der größeren Ladung in ein Abfanggatter abgelenkt und die Tintentröpfchen mit der kleineren Ladung nur so stark abgelenkt werden, daß sie sich auf einer für die zu schreibenden Tröpfchen aller Düsen gemeinsamen Flugachse zum Aufzeichnungsträger hin weiterbewegen.Characteristics of the known technical solutions The DD-PA B41J / 253 587/5 describes an ink jet recording process with at least two nozzles, which are at such an angle to each other that their axes are in front of the recording medium cut in a point, applying a charge to each ink droplet, whose size is selected from two predetermined sizes, and that by a homogeneous one electric field of the downstream common deflection electrode arrangement, the ink droplets with the larger charge is deflected into an interception gate and the ink droplets with the smaller charge can only be deflected so much that it is on one for the to be written droplets of all nozzles common flight axis to the recording medium move on.
In dieser Erfindungsbeschreibung wird auch die Zoglichkeit angedeutet, mit drei oder vier Düsen und mit Tinten unterschiedlicher Farben zu arbeiten.In this description of the invention, the delicacy is indicated to work with three or four nozzles and with inks of different colors.
Die DD-PA B4iJ/254 764/5 nutzt das vorstehende Verfahren und beschreibt ebenfalls Varianten mit drei bzw. vier Düsen, wobei aber nicht mehr als zwei unterschiedlich gefärbte Tinten Verwendung finden. Dabei wird aufgezeigt, daß ab drei Düsen nicht mehr die beliebige Auswahl einer Düse zum Aufzeichnen möglich ist, ia unter bestimmten Bedingungen die Tintenstrahlen sich negativ beeinflussen.The DD-PA B4iJ / 254 764/5 uses the above procedure and describes it also variants with three or four nozzles, but no more than two different colored inks are used. It is shown that from three nozzles not more the arbitrary selection of a nozzle for recording is possible, ia under certain Conditions that affect ink jets negatively.
Ziel der Erfindung Es ist Ziel der Erfindung, das vorgenanr.te Verfahren auch zum Altfzeichnen farbiger Bilder nutzen zu können.OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is the aforementioned method to be able to use it for drawing colored pictures as well.
Darlegung des Wesens der Erfindung Technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst vird Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das in der DD-PA B41J/253 587/5 beschriebene Tintenstrahldruckverfahren uneingeschränkt für den Mehrfarbendrusk verwenden zu können, indem die gegenseitige, sich auf den Druck negativ auswirkende Beeinflussung von sich kreuzende Tintenstrahlen beseitigt wird.Statement of the essence of the invention Technical problem caused by the Invention solved vird The invention is based on the object in the DD-PA B41J / 253 587/5 described inkjet printing process without restriction for the multicolor drusk to be able to use by the mutual, adversely affecting the pressure Effect of intersecting ink jets is eliminated.
Merkmale der Erfindung Die Aufgabe wird erfindungsgemäD dadurch gelost, dab sich die Tintentröpfchen, die aus zwei benachbarten Düsen ausgesteben und nach der gleichen Richtung abgelenkt werden, mit einer örtlichen Phasenverschiebung voll 2 bewegen, 5£ daß sich, bezogen auf die Kvpfachse, zu jedem Zeitpunkt die Tropfen aus der einen Düse zwischen den Tr pfen aus der zweiten Düse befinden. Als t wird der konstante Tropfenabstand bezeichnet.Features of the invention The object is achieved according to the invention by dab the ink droplets that eject from two adjacent nozzles and after deflected in the same direction, with a local phase shift 2 move, 5 pounds that, in relation to the head axis, the drops are moving at any point in time from one nozzle between the drops from the second nozzle. As t will denotes the constant drop spacing.
Dabei wird die Phasenverschiebung entweder durch eine um # 2 versetzte Anordnung der benachbarten Düsen erreicht oder dadurch, dal? die periodischen Druckstörungen im Düsenbereich, die den zeit- und lagestabilen Abriß der Tröpfchen aus dem Tintenstrahl T bewirken, bezüglich der benachbarten Düsen zueinander um 2 zeitverschoben erfolgt Dabei ist T di' zeitliche Peri dc der Störung.The phase shift is either shifted by # 2 Arrangement of the adjacent nozzles achieved or by the fact that? the periodic pressure disturbances in the nozzle area, which ensures that the droplets are torn off from the ink jet in a stable manner in terms of time and position T cause the adjacent nozzles to be shifted by 2 in time T di 'is the time period dc of the disturbance.
Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden.EXEMPLARY EMBODIMENT The invention is based on exemplary embodiments explained.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Standes der Technik; Fig. 2: den Stand der Technik mit 3 Düsen; Fig. 3: den Stand der Technik mit 4 Düsen; Fig. 4: ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit 3 Düsen; Fig. 5: ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit 4 Düsen; Fig. 6: ein Ausführungsbeispiel mit versetzten Düsen.The accompanying drawings show: FIG. 1: a schematic diagram for Explanation of the state of the art; 2: the prior art with 3 nozzles; 3: the prior art with 4 nozzles; Fig. 4: an embodiment of the invention with 3 nozzles; 5: an embodiment of the invention with 4 nozzles; Fig. 6: an embodiment with staggered nozzles.
Die Erfindung verbessert das in der DD-PA geschilderte Tintendruckverfahren. Die Funktionsweise dieses Verfahrens wird nachstehend mit Hilfe der Prinzipskizze in Fig. 1 erläutert, bei der zwei Düsen verwendet werden. Die beiden Tropfengeneratoren 1a; ib sind zueinander im Winkel zu geneigt und symmetrisch angecrdnet, wobei die Synunetrieachse 3 senkrecht auf dem Aufzeichnungsträger 4 steht. Die Achsen der Düsen 2a; 2b schneiden sich in einem Punkt 5, der auf der Symmetrieachse 3 liegt. Eine Düsenachse bildet somit mit der Symmetrieaohse den Winkel ot Die einzelnen Tröpfchen werden durch Ladeelektroden 6a; 6b, welche im TropfenabreiBpunkt kurz hinter den Düsen angeordnet sind, mit einer definierten elektrischen Ladung versehen, die proportional der an die Ladeelektroden 6a; 6b angelegten elektrischen Spannung UL ist.The invention improves the ink printing process described in the DD-PA. How this procedure works is shown below with the aid of the schematic diagram in Fig. 1, in which two nozzles are used. The two drop generators 1a; ib are inclined to each other at an angle and symmetrically attached, whereby the The synchronization axis 3 is perpendicular to the recording medium 4. The axes of the Nozzles 2a; 2b intersect at a point 5, which lies on the axis of symmetry 3. A nozzle axis thus forms the angle ot Die with the axis of symmetry Droplets are generated by charging electrodes 6a; 6b, which is briefly at the tear-off point are arranged behind the nozzles, provided with a defined electrical charge, which is proportional to that of the charging electrodes 6a; 6b applied electrical voltage UL is.
Sobald die frei fliegenden Tintentröpfchen den Bereich des durch die beiden Ablenkelektroden 7a; 7b gebildeten elektrischen Feldes erreichen, werden sie entsprechend der ihnen verliehenen Ladung durch das Ablenkfeld in ihrer Flugrichtung beeinflußt. Bei einem homogenen elektrischen Ablenkfeld, verursacht durch die an den Ablenkelektroden 7a; 7b angelegte Spannung UA, geht die zunächst geradlinige Flugbahn der Tröpfchen in eine parabolische Flugbahn 8a; 8b über. Die Richtung der Feldlinien des elektrischen Feldes verläuft im wesentlichen rechtwinklig zur Flugbahn.Once the free-flying ink droplets have passed the area of the two deflection electrodes 7a; 7b generated electric field will be achieved according to the charge they have been given through the deflection field in their flight direction influenced. In the case of a homogeneous electrical deflection field, caused by the an the deflection electrodes 7a; 7b applied voltage UA, the initially straight one goes Trajectory of the droplets in a parabolic trajectory 8a; 8b over. The direction of the Field lines of the electric field run essentially at right angles to the flight path.
Der Winkel Ge zwischen den DUsenachsen wird so geschlt, daß sich die aus dem elektrischen Peld austretenden Tropfen aus beiden Düsen 2a; 2b auf einer gemeinsamen Flugbahn, die entlang der Symmetrieachse 3 verläuft, weiterbewegen. FUr die Dimensionierung des Winkels sind u.a. die Parameter Tropfen geschwindigkeit, elektrische Feldstärke, Ablenkplattenlänge, die Tropfenladung und Tropfenmasse für die aufzuzeiohnenden Tropfen zu berücksichtigen. Da nach den Ablenkelektroden 7a; 7b keine richtungsbeeinflussende Krait mehr auf die auf der Symmetrieachae 3 weiterfliegenden Tropfen einwirkt, behalten sie diese nunmehr gemeinsame geradlinige Bahn bis zum Auftreffen auf dem Aufzeichnungsträger 4 bei.The angle Ge between the DU axes is cut in such a way that the drops emerging from the electric field from both nozzles 2a; 2b on one common trajectory that runs along the axis of symmetry 3, move on. For the dimensioning of the angle the parameters drop speed, electric field strength, baffle length, the drop charge and drop mass for to take into account the drops to be recorded. Since after the deflection electrodes 7a; 7b no more direction-influencing krait on those flying further on the axis of symmetry 3 Drops acts, they keep this now common straight path up to Impingement on the recording medium 4 at.
Bei den hier dargestellten Verfahren ist die Richtung der Ablenkkomponente für die Tropfen aus der linken Düse 2a gegenläufig zu den Tropfen aus der reohten Düse 2b. Das wird bei einem gemeinsamen Ablenkfeld dadurch realisiert, daß die röpfchen aus der einen DUse 2a positiv (+UL) und die Tröpfchen aus der anderen Düse 2b negativ (-U) geladen werden. Ist der 3etra8 der jeweiligen Tropfenladung gleioh, dann verläuft die Ableniung der Tröpfchen symmetrisch. Nicht für die Aufzeiohnung bestinmte Tröpfchen werden von je einem Abfanggatter 9a; 9b, welche sich hinter dem Ablenkfeld befinden, aufgenommen und gegebenenfalls wieder den Tintenvorratsbehältern zugeführt.In the methods shown here, the direction of the deflection component is for the drops from the left nozzle 2a opposite to the drops from the reohte Nozzle 2b. With a common deflection field, this is achieved in that the droplets from one nozzle 2a positive (+ UL) and the droplets from the other nozzle 2b negative (-U) to be loaded. If the 3etra8 of the respective drop charge is the same, then it runs the distribution of the droplets is symmetrical. Droplets not intended for recording are each of an interception gate 9a; 9b, which are located behind the deflection field, added and optionally fed back to the ink reservoirs.
Zu diesem Zweck wird für solche Tröpfchen im Abreißzeitpunkt eine höhere Spannung an die entsprechende Ladeelektrode 6a; 6b gelegt, so daß sie infolge der höheren Ladung eine größere Ablenkung erfahren, dadurch die Symmetrieachse 3 nicht erreichen und eine Flugbahn 10a; lOb einschlagen, die sie direkt in die Abfanggatter 9a; 9b führt.For this purpose, a higher voltage on the corresponding charging electrode 6a; 6b placed so that they result the higher charge experience a greater deflection, thereby the axis of symmetry 3 not reach and a trajectory 10a; lOb knock them straight into the interception gate 9a; 9b leads.
In der Beschreibung zur oben genannten DD-PA sind auch Varianten mit drei und vier Düsen aufgezeigt worden; sie sind in der anliegenden Zeichnung noch einmal wiedergegeben (Fig. 2 und Fig. 3). Daraus ist erkennbar, daß sich unter bestimmten Bedingungen zwei Tintenstrahlen in einem Punkt 16 bzw. 16a bzw.In the description of the above-mentioned DD-PA there are also variants with three and four nozzles have been shown; they are still in the attached drawing reproduced once (Fig. 2 and Fig. 3). From this it can be seen that under certain Conditions two ink jets at a point 16 or 16a or
16b kreuzen. Eine Bahnkreuzung von Tropfen aus benachbarten Düsen liegt beispielsweise dann vor, wenn im Dreidüsensystem die Tröpfchen aus dem mittleren Strahl 8b ins Abfanggatter 9d abgefangen werden sollen und die Tröpfchen aus dem äußeren Strahl So, der nach der gleichen Seite wie der mittlere Strahl abgelenkt wird, zum Druck vorgesehen sind.16b cross. A trajectory crossing of drops from neighboring nozzles occurs, for example, when in the three-nozzle system the droplet to be intercepted from the middle beam 8b into the interception gate 9d and the Droplets from the outer jet So, which is on the same side as the middle one Beam is deflected, are intended for printing.
Im Beispiel mit vier Düsen tritt eine solche Kreuzung im Punkt 16a dann auf, wenn die Tropfen aus der linken äußeren Ixise 2a gedruckt und die Tropfen aus der linken inneren Düse 2b abgefangen werden sollen. Analoges gilt für den Kreuzungspunkt 16b.In the example with four nozzles, such an intersection occurs at point 16a then on when the drops are printed from the left outer Ixise 2a and the drops to be intercepted from the left inner nozzle 2b. The same applies to the crossing point 16b.
Unter diesen Bedingungen und unter der Voraussetzung der synchronen und phasengleichen Tropfengenerierung - von der die beschriebenen Patentanmeldungen ausgehen, komnt es zu unerwünschen Vereinigungen von Tropfen und Richtungsänderungen.Under these conditions and under the condition of synchronous and in-phase drop generation - from the patent applications described go out, undesirable combinations of drops and changes of direction can occur.
Zur Vermeidung dieser Kreuzungen wird im Stand der Eechnik eine solche Ansteuerung der Düsen vorgesohlagen, daß ein Tropfen aus einer äußeren Düse 2a bzw. 2d immer nur unter der Bedingung zum Druck vorgesehen wird, wenn auch der ihm synchrone Tropfen der inneren, ihm nebengeordneten Düse 2b bzw. 2c zum Druck angesteuert wird.In order to avoid these crossings, such a Control of the nozzles so that a drop from an outer nozzle 2a resp. 2d is only ever provided for printing under the condition, even if it is synchronous with it Droplets of the inner nozzle 2b or 2c arranged next to it is controlled for printing.
Mit dieser Verfahrensweise ist natürlich die farbige Aufzeichnung im Drei- oder Vierfarbendruck nicht möglich, denn hier muß eine Ansteuerung jeder einzelnen Düse möglich sein, unabhängig davon, ob und welche anderen Düsen gleichzeitig angesteuert werden.With this procedure, of course, is the color recording Not possible in three- or four-color printing, because everyone has to be controlled here individual nozzle, regardless of whether and which other nozzles at the same time can be controlled.
Mit der vorliegenden Erfindung wird erreicht, daß sich die Tröpfchen der sich kreuzenden Tintenstrahlen nicht mehr beeinflussen können. Dabei wird bewerkstelligt, daß die beiden Tröpfchenketten, bei denen eine Kreuzung unter den vorgenannten Ansteuerbedingungen möglich ist, sich zwar mit gleicher Geschwindigkeit und gleichem Tropfenabstand A , jedoch nicht phasengleich bewegen. Anhand der weiteren Figuren soll diese Verfahrensweise näher erläutert werden.With the present invention it is achieved that the droplets the crossing ink jets can no longer influence. It is accomplished that the two chains of droplets, in which an intersection under the aforementioned control conditions is possible, although with the same speed and the same drop spacing A, but do not move in phase. This procedure should be based on the other figures are explained in more detail.
In Fig. 4 wird ein System mit drei Düsen 2a; 2b; 2c gezeigt.In Fig. 4 is a system with three nozzles 2a; 2 B; 2c shown.
Die Tröpfohenkette 8b aus der mittleren Düse 2b wird im angenommenen Beispiel in das Abfanggatter 9b abgelenkt. Die Tröpfchenketten 8a und 8c sind sämtlich zur Aufzeichnung vorgesehen und werden auf die gemeinsame Flugbahn 3 abgelenkt.The chain of droplets 8b from the middle nozzle 2b is assumed in FIG Example diverted into the interception gate 9b. the Droplet chains 8a and 8c are all intended for recording and are on the common trajectory 3 distracted.
Es ergibt sich der Kreuzungspunkt 16 zwischen der Tröpfchenkette 8b und der Tröpfchenkette 8c. Diese beiden Tröpfchenketten bewegen sich jedoch erfindungsgemäß mit einer Phasenverschiebung von 2 , 80 daß sich im Kreuzungsbereich jeweils ein Tröpfchen der einen Kette zwischen zwei Tröpfchen der anderen Kette hindurchbewegen kann. Die Phasenlage der Tröpfchenkette 8a, die nach der anderen Seite - von der verlängerten gemeinsamen Flugachse 3 aus gesehen - abgelenkt wird, ist für eine einwandfreie Funktionsweise unerheblich, da diese Tröpfchen zwar mit den Tröpfchen der anderen beiden Tröpfchenketten 8b und 8c sich auf einer Bahn vereinigen können, sich aber nie kreuzen.The point of intersection 16 between the chain of droplets 8b results and the chain of droplets 8c. However, these two chains of droplets move according to the invention with a phase shift of 2.80 that there is a Move droplets of one chain between two droplets of the other chain can. The phase position of the chain of droplets 8a, which on the other side - from the extended common flight axis 3 - is deflected is for a Correct functioning is irrelevant, since these droplets are indeed with the droplets the other two droplet chains 8b and 8c can unite on a path, but never cross each other.
Ähnlich liegen die Verhältnisse bei einem System mit vier Düsen, wie es aus Fig. 5 hervorgeht. Kreuzungspunkte können sich nur zwischen den beiden benachbarten Tröpfohenketten ergeben, die nach der gleichen Richtung abgelenkt werden, also zwischen Kette 8a und Kette 8b sowie zwischen Kette 8c und Kette 8d. Diese benachbarten Tröpfohenketten werden erfindungsgemäß mit einer Phasenverschiebung von # bewegt. Die Phasenlage zwischen den 2 beiden inneren Tröpfchenketten 8b und 8c ist unerheblich.The situation is similar in a system with four nozzles, such as it is evident from FIG. 5. Crossing points can only be between the two neighboring ones Result chains of droplets that are deflected in the same direction, i.e. between Chain 8a and chain 8b and between chain 8c and chain 8d. These neighboring chains of droplets are moved according to the invention with a phase shift of #. The phase position between the two inner chains of droplets 8b and 8c is irrelevant.
Die Phasenverschiebung kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden. In dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel erfolge: die periodischen Druck- bzw. Geschwindigkeitsstörungen im Düsenbereich, die den Abriß der Tröpfchen aus dem Tintenstrahl bewirken, mit T einer Zeitverschiebung von 2 , wobei T die zeitliche Periode der Störung darstellt.The phase shift can be achieved in different ways. In the example shown in FIG. 5, the following takes place: the periodic pressure or speed disturbances in the nozzle area, which cause the droplets to tear off from the ink jet T a time shift of 2, where T represents the time period of the disturbance.
Bei einer zweiten Möglichkeit, wie in Fig. 6 dargestellt, erfolgen die periodischen Druck störungen zwar für alle Strahlen gleichzeitig, jedoch sind die jeweils benachbarten Düsen um 2 versetzt angeordnet. Dadurch bewegen sich diese Tröpfohenketten mit der notwendigen Ph.a8enverschiebung.In a second possibility, as shown in FIG. 6, take place the periodic pressure disturbances for all jets at the same time, however, are the adjacent nozzles are offset by 2. This causes them to move Droplet chains with the necessary phase shift.
Mit der erfindungsgemäßen Verbesserung ist es möglich geworden, das in der DD-PA B41J/253 587/5 beschriebene neue Tintenstrahl- druckverfahren uneingeschränkt zum farbigen Aufzeichnen von Informationen, vor allem farbigen Bildern, nutzen zu können.With the improvement according to the invention it has become possible that in the DD-PA B41J / 253 587/5 described new inkjet printing process unlimited for color recording of information, especially color images, to be able to use.
Bei solchen Farbaufzeichnungen werden mindestens drei, in der Regel vier verschiedene Farben benötigt: Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz. Diese Parben müssen einzeln und in allen möglichen Kombinationen abrufbar sein, um dem zu bedruckenden Rasterpunkt den vorgegebenen Farbton mit der erforderlichen Sättigung und Helligkeit zu geben. Das ist durch die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet. Da viele Tröpfchen der einzelnen Farbkomponenten bereits vor dem Auftreffen auf dem Aufzeichnungsträger verschmelzen, wird außerdem eine gute Farbmischung erreicht und damit die Qualität der farbigen Aufzeichnungen verbessert.Such color records require at least three, usually four different colors are needed: yellow, magenta, cyan, and black. These parbs must be available individually and in all possible combinations in order to be able to print Halftone dot the specified hue with the required saturation and brightness admit. This is ensured by the solution according to the invention. As a lot of droplets of the individual color components even before they hit the recording medium merge, a good color mixture is also achieved and thus the quality of colored records improved.
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