DE69812030T2 - Kontinuierlicher Tintenstrahldrucker mit variabler Kontakttropfenablenkung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet digital gesteuerter Druckvorrichtungen und insbesondere kontinuierliche Tintenstrahldruckköpfe, die mehrere Düsen auf einem einzigen Träger integrieren und bei denen die Aufteilung eines Flüssigtintenstroms in Tröpfchen durch periodische Störung des Flüssigtintenstroms verursacht wird.
• Digital gesteuerte Drucksysteme sind in zahlreichen Ausführungen erfunden worden. Viele werden davon zur Zeit industriell gefertigt. Diese Drucksysteme arbeiten mit einer Vielzahl von Betätigungsmechanismen, einer Vielzahl von Druckmedien und einer Vielzahl von Aufzeichnungsmedien. Zu den zur Zeit in der Praxis eingesetzten digitalen Drucksystemen gehören beispielsweise: elektrofotografische Laserdrucker, elektrofotografische LED- Drucker, mechanische Rasterdrucker, Thermodrucker für Papier, Filmaufzeichnungsgeräte, Thermotransferdrucker, Farbdiffusion-Thermotransferdrucker und Tintenstrahldrucker. Bisher haben jedoch solche elektronischen Drucksysteme mechanische Druckerpressen nicht in nennenswertem Umfang verdrängt, obwohl dieses herkömmliche Verfahren mit sehr hohen Rüstkosten verbunden und nur dann wirtschaftlich ist, wenn eine Seite mindestens ein paar Tausend Mal gedruckt werden soll. Es besteht somit Bedarf für verbesserte digital gesteuerte Drucksysteme, die beispielsweise in der Lage sind, Farbbilder hoher Qualität schnell und kostengünstig auf Normalpapier auszudrucken.
• Der Tintenstrahldruck hat sich u. a. deswegen zu einem herausragenden Wettbewerber auf dem Gebiet des digital gesteuerten elektronischen Drucks entwickelt, weil er anschlagsfrei, geräuscharm und mit Normalpapier arbeitet und keine Übertragung und Fixierung von Tonern erfordert. Tintenstrahldrucker arbeiten entweder mit kontinuierlichem Tintenstrahl oder mit Tropfenabgabe auf Anforderung. Kontinuierlichen Tintenstrahldruck gibt es mindestens schon seit 1929. Siehe US-A-1 941 001 (Hansell).
• US-A-3 373 437 (Sweet u. a., 1967) offenbart eine Anordnung kontinuierlicher Tintenstrahldüsen, bei der die zu druckenden Tintentropfen wahlweise geladen und auf das Aufzeichnungsmedium umgelenkt werden. Diese Technik ist als kontinuierlicher Tintenstrahldruck mit binärer Umlenkung bekannt und wird von mehreren Herstellern, darunter Elmjet und Scitex, eingesetzt.
• US-A-3 416 153 (Hertz u. a., 1966) offenbart ein Verfahren zur Erzielung einer veränderlichen optischen Dichte der gedruckten Punkte beim kontinuierlichen Tintenstrahldruck durch elektrostatische Zerstreuung eines Stroms geladener Tropfen zwecks Modulierung der Anzahl der von einer kleinen Öffnung durchgelassenen Tröpfchen. Diese Technik kommt bei Tintenstrahldruckern des Herstellers Iris zum Einsatz.
• US-A 3 878 519 (Eaton, 1974) offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Synchronisieren der Tröpfchenbildung in einem Flüssigkeitsstrom durch elektrostatische Umlenkung mit einem Aufladetunnel und Umlenkplatten.
• US-A-4 346 387 (Hertz, 1982) offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der elektrischen Ladung an Tröpfchen, die durch Aufteilung eines unter Druck stehenden Flüssigkeitsstroms gebildet werden, an einer Tropfenbildungsstelle innerhalb des elektrischen Feldes mit einem elektrischen Potentialgradienten. Die Tropfenbildung erfolgt dabei an einer Stelle im Feld, die der gewünschten vorbestimmten Ladung entspricht, mit der die Tröpfchen an der Stelle ihrer Bildung beaufschlagt werden sollen. Neben Aufladetunneln werden für die eigentliche Umlenkung der Tropfen Umlenkplatten eingesetzt.
• Beim herkömmlichen kontinuierlichen Tintenstrahldruck werden in der Nähe der Tropfenbildung im Strom elektrostatische Aufladetunnel angebracht. Auf diese Weise können einzelne Tropfen aufgeladen werden. Die aufgeladenen Tropfen können von nachgeschalteten Umlenkplatten mit hoher Potentialdifferenz umgelenkt werden. Mit einer auch als "Fänger" bezeichneten Abflussrinne können die aufgeladenen Tropfen abgefangen werden, während die nicht aufgeladenen Tropfen ungehindert auf das Aufzeichnungsmedium gelangen. Für die vorliegende Erfindung sind elektrostatische Aufladetunnel nicht erforderlich.
• GB-A-2 041 831 offenbart eine weitere Möglichkeit, einen Tröpfchenstrom umzulenken. Bei einer Anordnung zum Steuern eines Flüssigkeitsstrahls, beispielsweise einem Tintenstrahldrucker, dient eine Umlenkeinrichtung mit einer konvex gekrümmten Fläche zum Umlenken des Flüssigkeitsstrahls in eine erforderliche Richtung mittels des Coanda-Effekts, d. h. der Wandhaftung. Der Grad der Umlenkung kann durch Änderung der Stellung der Umlenkeinrichtung mittels eines piezoelektrischen Kristalls oder eines Zweielementkristalls verändert werden. Stattdessen kann die Umlenkung auch durch Änderung der an den Flüssigkeitsstrahl angelegten Schwingungsfrequenz und die dadurch bedingte Änderung der Störungsamplitude im Strahl und somit des Zusammenwirkens mit der Umlenkeinrichtung verändert werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen Seiten in voller Breite mit hoher Geschwindigkeit nach dem kontinuierlichen Tintenstrahlverfahren bedruckt werden können, wobei die Tropfenbildung und Umlenkung in hohem Maße wiederholbar ist.
• Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für den kontinuierlichen Tintenstrahldruck mit einer in den Druckkopf integrierbaren Umlenkeinrichtung zu schaffen, bei denen die Vorteile der Siliziumverarbeitung, die bekanntlich kostengünstige Massenfertigungsverfahren ermöglicht, zum Tragen kommen.
• Die Erfindung hat ferner die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren für den Schnelldruck zu schaffen, bei denen die verschiedensten Tinten verwendet werden können.
• Die Erfindung hat darüber hinaus die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren für den kontinuierlichen Tintenstrahldruck zu schaffen, bei denen keine elektrostatischen Aufladetunnel benötigt werden.
• Die Erfindung beinhaltet daher eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern von Tinte in einem kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker, in dem ein kontinuierlicher Tintenstrom aus einer Düse ausgestoßen wird, wobei ein Mittel zum Erzeugen des Tintenstroms eine kontinuierliche Strömung von Tinte in einem Strom erzeugt, derart, dass der Strom sich in einer vom Mittel zum Erzeugen des Tintenstroms beabstandeten Position in eine Vielzahl von Tröpfchen aufteilt. Dabei weist eine Strom-Umlenkeinrichtung ein Gehäuse mit einer Fläche auf, die dem Strom zwischen dem Mittel zum Erzeugen des Tintenstroms und der Position, an der sich der Strom in Tröpfchen aufteilt, benachbart ist, derart, dass der Strom die Fläche berührt und aufgrund einer Tendenz von Flüssigkeit, eine Fläche proportional zur freien flüssig-festen Energie zu berühren, mindestens teilweise umgelenkt wird. Der Strom kann im Wesentlichen vollständig aufgrund einer Tendenz von Flüssigkeit, eine Fläche proportional zur freien flüssig-festen Energie zu berühren, umgelenkt werden oder teilweise aufgrund einer Tendenz von Flüssigkeit, eine Fläche proportional zur freien flüssig-festen Energie zu berühren und teilweise aufgrund einer von der Fläche auf den Strom ausgeübten reaktiven Kraft als Folge eines Auftreffens des Stroms auf die Fläche.
• Die Erfindung beinhaltet ferner eine Elektrode und eine Tropfenumlenk-Steuerschaltung, die wahlweise das elektrische Potential der Tinte bezüglich des Gehäuses verändert und dadurch die Oberflächenenergie pro Flächeneinheit zwischen der Tinte und der Fläche verändert, um die Richtung des Stroms zwischen einer Druckrichtung und einer Nichtdruckrichtung zu steuern.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann eine Vielzahl von Strom-Umlenkeinrichtungen um den Umfang des Düsenlochs angeordnet werden. Dabei sind die Gehäuse elektrisch voneinander getrennt und einzeln aktivierbar, wobei der Strom wahlweise lenkbar ist gemäß eines ausgewählten Anlegens von Spannung an eines oder mehrere der Gehäuse. Die Erfindung wir im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Es zeigen:
• Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer beispielhaften erfindungsgemäßen Druckvorrichtung,
• Fig. 2(A) einen Querschnitt eines Teils einer Düse mit Tropfenumlenkung durch veränderliche Kontaktbenetzung,
• Fig. 2(B) eine Aufsicht der in Fig. 2(A) dargestellten Düse.
• Die vorliegende Beschreibung konzentriert sich auf Elemente, die Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind oder unmittelbar mit dieser zusammenwirken. Hier im Einzelnen nicht dargestellte oder beschriebene Elemente können verschiedene Formen annehmen, die dem Fachmann bekannt sind.
• Fig. 1 zeigt ein kontinuierliches Tintenstrahldruckersystem mit einer Bildquelle 10, beispielsweise einem Scanner oder Computer, der Rasterbilddaten, Übersichtsbilddaten in Form einer Seitenbeschreibungssprache oder andere Formen digitaler Bilddaten liefert. Diese Bilddaten werden von einer Bildverarbeitungseinheit 12, die auch die Bilddaten speichert, in gerasterte Bitmap-Bilddaten umgewandelt. Eine Vielzahl von Tropfenumlenk-Steuerschaltungen 13 liest die Daten aus dem Bildspeicher aus und beaufschlagt eine Tropfen-Umlenkeinrichtung 15 mit zeitvariablen elektrischen Impulsen. Mit den zeitvariablen elektrischen Impulsen wird eine Vielzahl von Heizelement-Steuerschaltungen 14 beaufschlagt, die eine Gruppe von Düsen-Heizelementen 50, Fig. 2(A), die Bestandteile eines Druckkopfs 16 sind, mit elektrischer Energie versorgen. Mit diesen Impulsen wird die entsprechende Düse zum entsprechenden Zeitpunkt beaufschlagt, sodass aus einem kontinuierlichen Tintenstrahlstrom gebildete Tropfen auf einem Aufzeichnungsmedium 18 an der entsprechenden, von den Daten im Bildspeicher bezeichneten Stelle Punkte bilden.
• Das Aufzeichnungsmedium 18 wird von einem Aufzeichnungsmedium-Transportsystem 20, das von einem seinerseits von einem Mikrocontroller 24 gesteuerten Aufzeichnungsmedium- Transportsteuersystem 22 elektronisch gesteuert wird, relativ zu einem Druckkopf 16 bewegt. Das Aufzeichnungsmedium-Transportsystem ist in Fig. 1 nur schematisch dargestellt und kann mechanisch in den verschiedensten Formen ausgebildet sein. So könnte als Aufzeichnungsmedium-Transportsystem 20 beispielsweise eine Transferrolle verwendet werden, um die Übertragung der Tintentropfen auf das Aufzeichnungsmedium 18 zu erleichtern. Eine solche Transferrollentechnik ist in der Fachwelt bekannt. Bei Druckköpfen, die eine ganze Blattbreite erfassen, ist es am einfachsten, das Aufzeichnungsmedium 18 an einem feststehenden Druckkopf vorbeizubewegen. Dagegen ist es bei abtastenden Drucksystemen in der Regel am einfachsten, den Druckkopf entlang einer Achse (in Unterabtastrichtung) und das Aufzeichnungsmedium in einer Relativrasterbewegung entlang einer rechtwinklig dazu verlaufenden Achse (in Hauptabtastrichtung) zu bewegen.
• Der Mikrocontroller 24 kann auch einen Tintendruckregler 26, Tropfenumlenk-Steuerschaltungen 13 und Heizelement-Steuerschaltungen 14 steuern. Ein Tintenvorratsbehälter 28 enthält druckbeaufschlagte Tinte. Wenn der Druckbetrieb ruht, können die kontinuierlichen Tintenstrahltropfenströme das Aufzeichnungsmedium 18 nicht erreichen, weil eine Tintenabflussrinne 17 den Strom blockiert. Gegebenenfalls kann ein Teil der Tinte von einer Tintenwiederverwertungseinheit 19 erneut in Umlauf gebracht werden. Die Tintenwiederverwertungseinheit bereitet die Tinte auf und fördert sie zum Vorratsbehälter 28 zurück. Tintenwiederverwertungseinheiten dieser Art sind in Fachkreisen bekannt. Der für einen optimalen Betrieb am besten geeignete Tintendruck hängt von mehreren Faktoren, einschließlich der Geometrie und der thermischen Eigenschaften der Düsen und der thermischen Eigenschaften der Tinte, ab. Ein konstanter Tintendruck kann durch eine von dem Tintendruckregler 26 gesteuerte Druckbeaufschlagung des Tintenvorratsbehälters 28 eingestellt werden. Die Tinte wird von einem Tintenkanal 30 der Rückseite des Druckkopfs 16 zugeführt. Die Tinte fließt vorzugsweise durch in einem Siliziumträger des Druckkopfs 16 geätzte Schlitze und/oder Bohrungen, zu dessen Vorderseite, wo sich eine Vielzahl von Düsen und Heizelementen befinden. Wenn der Druckkopf 16 aus Silizium gefertigt wird, können die Tropfenumlenk- Steuerschaltungen 13 und die Heizelement-Steuerschaltungen 14 in den Druckkopf integriert werden.
• Fig. 2(A) zeigt einen Querschnitt eines Düsenmundstücks einer Gruppe solcher Mundstücke, die gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung den in Fig. 1 dargestellten kontinuierlichen Tintenstrahl-Druckkopf 16 bildet. Ein Tintenzuführkanal 40 wird mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen 46 in einen Träger 42 geätzt, der in diesem Fall aus Silizium besteht. Der Zuführkanal 40 und die Düsenbohrungen 46 können durch anisotropische Nassätzung des Siliziums unter Verwendung einer p&spplus;-Ätzabdeckschicht zur Bildung der Düsenbohrungen gebildet werden. Die Tinte 70 im Zuführkanal 40 wird mit Überdruck beaufschlagt und bildet einen Strom 60. In einem Abstand über der Düsenbohrung 46 teilt sich der Strom 60 infolge der von einem Heizelement 50 zugeführten Wärme in eine Vielzahl von Tropfen 66 auf.
• Nach Austritt aus der Düse und vor der Aufteilung in Tropfen 66 berührt der Strom eine feste Oberflächenschicht 80. Die Oberflächenschicht 80 bedeckt einen leitenden Körper 81. Die Umlenkung des Stroms ergibt sich aus der Berührung mit der Oberflächenschicht 80, wobei die Berührung im Wesentlichen in der Strömungsrichtung des Stroms erfolgt. Die Tatsache, dass der Strom sich nach Berührung mit der Oberflächenschicht 80 in Tropfen aufteilt, ist ein wichtiges Merkmal dieser Ausführungsform der Erfindung. Vorzugsweise ist der Abstand von der Düse bis zu dem am weitesten entfernten Berührungspunkt zwischen dem Strom und der Oberflächenschicht geringer als oder etwa gleich groß wie der Abstand der Düse von dem Punkt im Strom, an dem der Strom sich infolge der in Abwesenheit der Oberflächenschicht 80 von dem Heizelement 50 zugeführten Wärme in Tropfen aufteilt, damit der Strom seine zylindrische Form beibehält, solange er die Fläche 80 berührt. Diese Technik unterscheidet sich von der bekannter Drucker mit kontinuierlicher Stromumlenkung, bei denen die Tropfen erst umgelenkt werden, wenn sie sich vom jeweiligen Strom gelöst haben.
• Die Umlenkung des Stroms 60 durch die Oberflächenschicht 80 beruht auf der Tendenz der flüssigen Tinte 70 im Strom, die feste Fläche proportional zur flüssig-festen freien Energie zu berühren. Diese Erscheinung ist zwar aus der Prüfung von Profilen stehender Flüssigkeiten in Berührung mit Oberflächen weitgehend bekannt, wird aber erfindungsgemäß vorteilhaft zum Profilieren einer strömenden Flüssigkeit in Berührung mit einer Fläche genutzt. Die Verwendung einer strömenden Flüssigkeit hat keine besondere Wirkung auf die flüssig-feste freie Energie, ermöglicht jedoch eine Steuerung der Position anschließend gelöster Tropfen. Der in Fig. 2(A) dargestellte Strom wird im Vergleich zu der Richtung, die der Strom einschlagen würde, wenn der Körper 81 und die Oberflächenschicht 80 mit dem Strom außer Berührung gebracht worden wären, umgelenkt. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird der Strom aufgrund der durch die physische Berührung zwischen der Tinte 70 und der Oberflächenschicht 80 an der Berührungsstelle des Stroms mit der Oberflächenschicht bewirkten Zunahme an freier Energie zur Oberflächenschicht 80 hin umgelenkt, wie dies bei stehenden Flüssigkeiten der Fall ist, die sich bei Berührung mit festen Flächen verformen. Eine weitere Möglichkeit der Umlenkung besteht darin, den leitenden Körper 81 in Richtung des Mittelpunkts des Stroms (in Fig. 2(A) nach links) zu verschieben, sodass der Strom in entgegengesetzter Richtung zur Berührungsfläche umgelenkt wird. In diesem Fall ist die Umlenkung nur teilweise das Ergebnis der Wirkungen freier Oberflächenenergie an der Fläche und wird teilweise auch durch für die als Folge eines Auftreffens des Stroms auf die Schicht auf den Strom ausgeübte reaktive Kraft verursacht.
• Die wahlweise Lenkung des Stroms 60 wird erfindungsgemäß durch Änderung einer elektrisch indizierten Änderung der Oberflächenenergie zwischen der Tinte 70 und der Oberflächenschicht 80 und die dadurch verursachte Änderung des Ausmaßes der Stromumlenkung bewirkt. Diese Änderung der Oberflächenenergie erfolgt durch wahlweises Anlegen eines Potentialunterschieds zwischen dem leitenden Körper 81 und einer Elektrode 83, die sich mit der Tinte 70 in elektrischem Kontakt befindet. Der Potentialunterschied wird von den Tropfenumlenk-Steuerschaltungen 13 gesteuert. Die Elektrode 83 befindet sich in Fig. 2(A) in oder in der Nähe der Bohrung 46, um das elektrische Potential der Tinte 70 zu steuern. Stattdessen kann der elektrische Kontakt mit der Tinte zum Steuern ihres Potentials auch durch die Verwendung leitender Flächen, wie zum Beispiel Metallflächen, für die Wände des Zuführkanals 40 erfolgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird darüber hinaus das elektrische Potential der Tinte 70 durch kapazitive Kopplung gesteuert, wie dies der Fall ist, wenn die Elektrode 83, wie in der Elektrostatik bekannt, durch einen dünnen dielektrischen Film (nicht dargestellt) ganz von der Tinte getrennt wird. Das Ausmaß der Umlenkung wird durch das Ausmaß der Änderung der Oberflächenenergie pro Flächeneinheit zwischen Flüssigkeit und Oberflächenschicht 80 durch Anlegen eines Potentials und durch die Geometrie der Oberflächenschicht 80 bestimmt. Wenn die Oberflächenschicht 80 dünn ist, muss der Wert des zum Ändern der freien Oberflächenenergie zwischen dem flüssigen Tintenstrom und der Oberflächenschicht 80 erforderlichen Potentials nicht groß sein. So ist die Oberflächenschicht 80 zum Beispiel vorzugsweise 100 Å bis 1 um dick. Aus Untersuchungen der Berührungswinkel zwischen Flüssigkeiten und Festkörpern ist bekannt, dass bei solchen Geometrien schon wenige Volt ausreichen, um in Abwesenheit eines angelegten Potentials eine Änderung der freien Energie um mindestens 10 Prozent zu bewirken. Änderungen der freien Oberflächenenergie werden durch in der Tinte 70 und im leitenden Körper 81 induzierte Ladungen und auch durch Absorption von Chemikalien an der Grenzfläche zwischen der Tinte 70 und der Oberflächenschicht 80 verursacht.
• Die Geometrie der Oberflächenschicht 80 bestimmt das Ausmaß der bei Änderung der freien flüssig-festen Energie auftretenden Änderung der Berührungsfläche zwischen Strom und Oberflächenschicht und damit das Ausmaß der Änderung der anfänglichen Stromumlenkung. Diese Geometrie kann vorteilhaft so gewählt werden, dass der gewünschte Tropfen- umlenkungsbereich erzielt wird. Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, dass eine Umlenkung des Stroms dauernd erfolgt, die endgültige Umlenkung aber durch wahlweise Modulierung der Umlenkung bestimmt wird.
• Die Erfindung wurde vorstehend als Lenkung eines Stroms in nur einer Richtung mittels nur eines leitenden Körpers 81 beschrieben. Es besteht jedoch allgemein die Notwendigkeit, Ströme in eine beliebige Richtung zu lenken, um Fehler bei der Tintentropfenplatzierung auf dem Empfangsmaterial zu korrigieren. Der Umfang der vorliegenden Erfindung beschränkt sich daher nicht auf Lenkung in nur einer Richtung, sondern beinhaltet auch Mittel zum Lenken in mehreren Richtungen durch Einbeziehung mehrerer in einem Winkel von beispielsweise 90º zueinander angeordneter Lenkungsmittel, wie in der Aufsicht gemäß Fig. 2(B) gezeigt. In Fig. 2(B) sind vier leitende Körper 81, die elektrisch voneinander getrennt sind, so angeordnet, dass der Strom durch Anlegen einer Spannung an einen beliebigen der leitenden Körper 81 in eine beliebige von vier Richtungen gelenkt werden kann. Durch gleichzeitiges Anlegen von Spannungen an benachbarte leitende Körper 81 kann der Strom in eine beliebige Richtung gelenkt werden, beispielsweise in eine Richtung zwischen den leitenden Körpern 81. So zeigt Fig. 2(B) beispielsweise das Anlegen der Spannungen V&sub1; und V&sub2; an entsprechende leitende Körper 81, um den Strahl in die in Fig. 2(B) durch den Pfeil angezeigte Richtung umzulenken. Vorteilhaft kann das Vorzeichen der Spannungen V&sub1; und V&sub2; unterschiedlich gewählt werden, da die Lenkrichtung für einen beliebigen leitenden Körper 81 nicht von dem Vorzeichen der angelegten Spannung abhängt. Eine solche Wahl minimiert die in dem Strom indizierten Gesamtladungen, weil in dem Strom in der Nähe des ersten und zweiten leitenden Körpers Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen induziert werden.
• Zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung ist eine Gruppe von Strömen nicht erforderlich. Eine Vorrichtung mit einer Gruppe von Strömen kann jedoch wünschenswert sein, um die Druckgeschwindigkeit zu erhöhen. In diesem Fall kann die Umlenkung und Modulation der verschiedenen Ströme einfach und kompakt wie für den Einzelstrom beschrieben bewirkt werden, weil die Umlenkung nur ein geringes Potential erfordert, das problemlos mit herkömmlichen integrierten Schaltkreisen, beispielsweise CMOS-Schaltkreisen, angelegt werden kann.
• Die Erfindung wurde hier anhand bevorzugter Ausführungsformen ausführlich beschrieben, lässt jedoch Änderungen und Modifikationen zu, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Steuern von Tinte in einem kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker, in dem ein kontinuierlicher Tintenstrom (60) aus einer Düse ausgestoßen wird; mit einem Mittel zum Erzeugen des Tintenstroms, das eine kontinuierliche Strömung von Tinte in einem Tintenstrom erzeugt, wobei der Tintenstrom sich in einer vom Mittel zum Erzeugen des Tintenstroms beabstandeten Position in eine Vielzahl von Tröpfchen (66) aufteilt; und mit einer Umlenkeinrichtung für den Tintenstrom, die ein Gehäuse mit einer Fläche (80) aufweist, die dem Tintenstrom (60) zwischen dem Mittel zum Erzeugen des Tintenstroms und der Position, an der sich der Tintenstrom in Tröpfchen aufteilt, benachbart ist, derart, dass der Tintenstrom die Fläche berührt und zumindest teilweise umlenkbar ist aufgrund einer Tendenz von Flüssigkeit, eine Fläche proportional zur freien flüssig-festen Energie zu berühren, gekennzeichnet durch eine Elektrode (83) und eine Tropfenumlenk-Steuerschaltung, die wahlweise das elektrische Potential der Elektrode verändert, um das elektrische Potential der Tinte bezüglich des Gehäuses zu steuern und dadurch die Oberflächenenergie pro Einheitsbereich zwischen der Tinte und der Fläche zu verändern und die Richtung des Tintenstroms zwischen einer Druckrichtung und einer Nichtdruckrichtung zu steuern.
2. 2. Vorrichtung zum Steuern von Tinte in einem kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker, in dem ein kontinuierlicher Tintenstrom (60) aus einer Düse ausgestoßen wird; mit einem Mittel zum Erzeugen des Tintenstroms, das eine kontinuierliche Strömung von Tinte in einem Tintenstrom erzeugt, einem Mittel zum Erzeugen von Tröpfchen, das bewirkt, dass der Tintenstrom sich in einer vom Mittel zum Erzeugen des Tintenstroms beabstandeten Position in eine Vielzahl von Tröpfchen (66) aufteilt; und mit einer Umlenkeinrichtung für den Tintenstrom, die ein Gehäuse mit einer Fläche (80) aufweist, die dem Tintenstrom (60) zwischen dem Mittel zum Erzeugen des Tintenstroms und der Position, an der sich der Tintenstrom in Tröpfchen aufteilt, benachbart ist, derart, dass der Tintenstrom die Fläche berührt und zumindest teilweise umlenkbar ist aufgrund einer Tendenz von Flüssigkeit, eine Fläche proportional zur freien flüssigfesten Energie zu berühren, gekennzeichnet durch eine Elektrode (83) und eine Tropfenumlenk-Steuerschaltung, die wahlweise das elektrische Potential der Elektrode verändert, um das elektrische Potential der Tinte bezüglich des Gehäuses zu steuern und dadurch die Oberflächenenergie pro Einheitsbereich zwischen der Tinte und der Fläche zu verändern und die Richtung des Tintenstroms zwischen einer Druckrichtung und einer Nichtdruckrichtung zu steuern.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung für den Tintenstrom in der Nähe des Randes des Tintenstroms derart angeordnet ist, dass der Tintenstrom im wesentlichen vollständig umlenkbar ist aufgrund einer Zunahme an freier Energie, die durch eine Tendenz von Flüssigkeit, eine Fläche proportional zur freien flüssig-festen Energie zu berühren, verursacht wird.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung für den Tintenstrom in der Nähe des Randes des Tintenstroms derart angeordnet ist, dass der Tintenstrom teilweise umlenkbar ist aufgrund einer Zunahme an freier Energie, die durch eine Tendenz von Flüssigkeit, eine Fläche proportional zur freien flüssig-festen Energie zu berühren, verursacht wird, und aufgrund einer von der Fläche auf den Tintenstrom ausgeübten reaktiven Kraft als Folge eines Auftreffens des Tintenstroms auf die Fläche.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode in elektrischem Kontakt mit der Tinte ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche eine Schicht ist mit einer Dicke von etwa 100 Å bis etwa 1 um.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Umlenkeinrichtungen für den Tintenstrom um die Umfangsfläche des Düsenlochs angeordnet ist und dass die Gehäuse elektrisch voneinander getrennt und einzeln aktivierbar sind, wobei der Tintenstrom wahlweise lenkbar ist gemäß eines ausgewählten Anlegens von Spannung an eines oder mehrere der Gehäuse.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Erzeugen des Tintenstroms einen Tintenzuführkanal umfasst; einen mit dem Tintenzuführkanal zusammenwirkenden Tintenvorrat, wobei die Tinte mit einem über dem Luftdruck liegenden Druck beaufschlagt ist, und ein Düsenloch, das sich in den Tintenzuführkanal hinein öffnet.
9. 9. Verfahren zum Steuern von Tinte in einem kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker, in dem ein kontinuierlicher Tintenstrom (60) aus einer Düse ausgestoßen wird, mit den Schritten: Erzeugen einer kontinuierlichen Tintenströmung, die sich in einer von der Düse beabstandeten Position in eine Vielzahl von Tröpfchen (66) aufteilt, und Inberührungbringen des Tintenstroms mit einem Gehäuse, das eine Fläche (80) aufweist, die dem Tintenstrom zwischen der Düse und der Position, an der sich der Tintenstrom in Tröpfchen aufteilt, benachbart ist, derart, dass der Tintenstrom zumindest teilweise umgelenkt wird aufgrund einer Tendenz von Flüssigkeit, eine Fläche proportional zur freien flüssig-festen Energie zu berühren, gekennzeichnet durch den Schritt: Verwenden einer Tropfenumlenk-Steuerschaltung, um wahlweise das elektrische Potential einer Elektrode (83) zu verändern und das elektrische Potential der Tinte bezüglich des Gehäuses zu steuern und dadurch die Oberflächenenergie pro Einheitsbereich zwischen der Tinte und der Fläche zu verändern, um die Richtung des Tintenstroms zwischen einer Druckrichtung und einer Nichtdruckrichtung zu steuern.