(57)【要約】【課題】特に連続的に作動するインクジェット印刷機において可変の滴容量でインキ滴を形成する方法において、自由にプログラム可能なキャラクタを任意の表面に取り付けることのできる方法を提供する。【解決手段】飛行中に相前後して続く、自由に選択可能な数のインク滴１１，１２を、飛行中に互いに結合し、特に滴１１，１２を形成するインキ印刷ヘッド５，６，７の吐出ノズル６から被印刷物に着弾する位置までの飛行中に結合する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に連続的に作動するインクジェット印刷機において可変の滴容量でインキ滴を形成する方法において、
飛行中に相前後して続く、自由に選択可能な数のインク滴（１１，１２）を、飛行中に互いに結合し、特に滴（１１，１２）を形成するインキ印刷ヘッド（５，６，７）の吐出ノズル（６）から被印刷物に着弾する位置までの飛行中に結合することを特徴とする、可変の滴容量でインキ滴を形成する方法。
【請求項２】
特にインキ印刷ヘッド（５，６，７）の共通のノズル（６）から吐出されるインキ滴（１１，１２）が、同じサイズを有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
特にインキ印刷ヘッド（５，６，７）によって形成されるインキ滴（１１，１２）が、それぞれほとんど同じサイズの電荷を有する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
インキ滴（１１，１２）を、特に電極配置構造（５０）内で、実質的に滴（１１，１２）の飛行方向で作用する電界によって、個別的かつ／または選択的に加速または減速する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
特に電極配置構造（５０）に進入するまえに滴群（１２）を形成する、結合して共通の滴（１０１）にまとめられる滴（１１，１２）の数、および滴群（１２）の滴（１１，１２）の数が自由に選択可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
１滴群（１２）の滴（１１，１２）を、電極配置構造（５０）を通過する際に、電極配置構造（５０）の電極（５０ａ，５０ｂ）の間の調節可能な電圧によって、様々な強さで加速または減速し、滴群（１２）内で先行する滴を減速し、かつ後行する滴を加速する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
電極配置構造（５０）から離間したあとで、滴群（１２）の滴を、飛行中に共通の滴（１０１）にまとめる、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
滴群（１２）の滴（１１，１２）をまとめるために、滴群の飛行中に、電極配置構造（５０）の２つの電極（５０ａ，５０ｂ）の間の電圧の正負符号を変化させる、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
インキ滴（１１，１２）を、共通の滴形成装置（５，６，７）によって、特にインキ印刷ヘッド（５，６，７）によって形成して、形成後に共通の飛行軌道（１００）に沿って移動させる、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
特に連続的に作動するインクジェット印刷機で使用するために、可変のインキ容量でインキ滴を形成するための装置において、
当該インキ滴形成装置によって、飛行中に相前後して続く自由に選択可能な数のインキ滴（１１，１２）が、飛行中に、特にインキを形成するインキ印刷ヘッド（５，６，７）の吐出ノズル（６）から被印刷物に着弾する位置までの飛行中に、相互結合可能になっていることを特徴とする、可変のインキ容量でインキ滴を形成するための装置。
【請求項１１】
電極配置構造（５０）が設けられており、該電極配置構造（５０）によって、実質的に滴（１１，１２）の飛行方向で作用する、強さ変化可能な電界が形成されるようになっており、該電界によって、インキ滴（１１，１２）が、個別的かつ／または選択的に加速可能かつ／または減速可能であり、特に滴群（１２）の先行する滴が減速されて、滴群（１２）の後行する滴が加速されるようになっている、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも２つの電極（５０ａ，５０ｂ）が設けられており、これらの電極（５０ａ，５０ｂ）が、インキ滴（１１，１２）の飛行方向でみて相前後して配置されており、電極（５０あ，５０ｂ）の面法線が、インキ滴（１１，１２）の飛行方向（１００，１０３，１０４）に対して少なくとも実質的に平行に配置されている、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
電極配置構造（５０）の電極（５０ａ，５０ｂ）が、電極配置構造（５０）を通過するインキ滴（１１，１２）の平均間隔よりも小さいか、またはこれと同じである相互間隔を有している、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
共通の滴（１０１）に結合される幾つかの滴（１１，１２）が、電極配置構造（５０）に進入するまえに滴群（１２）を形成するようになっており、滴群（１２）の滴の数が、自由に選択可能になっている、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
当該インキ滴形成装置によって、滴（１１，１２）の速度、特に滴群（１２）の各滴の速度が可変であり、滴（１１，１２）、特に滴群（１２）の滴が、電極配置構造（５０）から離間したあとで、飛行中に共通の滴（１０１）に結合されるようになっている、請求項１０から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
電極配置構造（５０）の電極（５０ａ，５０ｂ）が、滴（１１，１２）の少なくとも１つの変向装置（４０）に適合されていて、少なくとも１つの変向装置（４０）の下流側で、インキ滴（１１，１２）の方向（１０３，１０４）に関して、電極の面法線とインキ滴（１１，１２）の方向（１０３，１０４）とが互いに平行になっている、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
印刷装置であって、
実質的に同じ電荷を有する、実質的に同じ大きさの相前後して続くインキ滴を形成するためのインク印刷ヘッドが設けられており、個々のインキ滴またはインキ滴群を元来の方向から変向するための変向装置が設けられている形式のものにおいて、
当該印刷装置が、請求項１０から１６までのいずれか１項記載のインキ滴形成装置を備えていることを特徴とする、印刷装置。
【請求項１８】
請求項１０から１６までのいずれか１項記載のインキ滴形成装置が、変向装置（４０）の上流側または下流側に配置されている、請求項１７記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に連続的に作動するインクジェット印刷機において可変の滴容量でインキ滴を形成する方法および装置に関する。また本発明は、そのようなインキ滴形成装置を備えた印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続的に作動するインクジェット印刷機は、産業において長年来様々な製品にキャラクタ付けするために使用されている。インクジェット印刷機の作動原理によれば、消費されるインキは、貯蔵容器からポンプを介して実際の印刷ヘッド内に位置する圧力チャンバに正圧で送られる。圧力チャンバは、特に印刷しようとする物体に向いた側でノズルを備えている。
【０００３】
ここではノズルは、３０μｍ〜２００μｍの範囲で開口直径を有することができる。ノズルから、インクジェットは、先ず連続的なインクジェットとして吐出されるが、このことは文字付けにとって不都合である。なぜならばここで形成される文字は、望ましくはこのような形式の文字付けでは、個々の点もしくは個々のインキ滴から形成されるからである。インクジェットを同形式の個々のインキ滴、特に同じサイズのインキ滴に分解するために、圧力チャンバに調整エレメントが取り付けられており、調整エレメントは、印刷ヘッドから吐出されるインキジェットに圧力変動を形成するので、インキジェットは、ノズルから吐出されたあとで、特に吐出された直後に規定の間隔で、特に同じサイズの個々のインキ滴に分解される。
【０００４】
インキ滴のサイズは、とりわけ加えられる変調周波数と、ノズル直径と、ポンプによって形成される圧力とに依存していて、かつ記載のパラメータの組み合わせから設定されるシステムの範囲内で形成される。この場合連続するインキ滴の滴サイズの変化は不可能である。
【０００５】
吐出されるインキジェットからインキ滴が分離する直前に、インキ滴に、個々の電荷が付与され、この場合電荷の高さは、文字付けしようとする製品上の所望の着弾位置に依存する。帯電を保証するために、インキは、僅かな導電性を有している。帯電過程の間、インキ滴は、依然としてインクジェット印刷機のノズルから吐出されるインキジェットから分離されていないので、静電誘導に基づいて、インキ内の自由な電荷キャリアが、外側の帯電電圧の極性および強さに応じて帯電電極に向かって移動されるか、または帯電電極から離間移動され、この場合インキチャンバひいてはインキリザーバは、たとえば電気的にアース電位に維持される。この場合帯電電極は、インキジェットに対して機械的な接触を有していない。
【０００６】
インキ滴がインキジェットから分離する場合、インキ滴が帯電電極の電界領域内に位置する間、静電誘導によって滴内で変化される電荷が滴容量内で維持され、このことは外向きに分離されたあとでもみられる。たとえば帯電電極が＋に帯電されると、帯電電極の電界にインキジェットが進入する際に、インキ内のマイナスの自由な電荷キャリアが電界に進入し、これに対してインキ内のプラスに帯電された自由な電荷キャリアは、電界から押し出される。これによって電荷分離は、インキジェットの前縁で滴が分離する直前に行われ、そうして形成された、分離される滴における電荷の不均等は維持され、滴は、この例では、マイナスに帯電された、帯電電極の電界領域から離間する。インキ滴が、構造条件的かつ原理的に、滴に帯電電圧の作用する時間の間に分離するので、記載したように剥離されたインキ滴に帯電量が残され、その大きさは、インキの導電性が一定な場合、加えられる帯電電圧の高さに対応しているので、したがって帯電電圧が変化する際に各滴における電荷量もまた変化させることができる。
【０００７】
当初は真っ直ぐな飛行軌道に沿って、帯電されたインキ滴は、変向装置、たとえばプレートキャパシタの静電界に相前後して進入し、個々の電荷に応じて多かれ少なかれ真っ直ぐな飛行軌道から変更され、静電界から離間したあとで、元来の飛行軌道に対して、電荷に応じた所定の角度で、引き続き飛行する。
【０００８】
このような原理で、文字付けしようとする表面に個々のインキ滴の着弾する様々な着弾位置を選択することができ、ここでは着弾位置の選択は、専ら変向方向で行われる。字面から個々の滴を消失させるために、または印刷しないよう所望される場合、インキ滴は、規定の固定的な電荷を得るか、または帯電されないままであり、その結果インキ滴は、プレートキャパシタの静電界から離間したあとで捕集管に進入し、そこからインキ滴は、ポンプシステムを介してインキタンクにポンピングして戻される。これによって消費されないインキは回路内で循環し、このことは連続的に作動するインキジェット印刷機の特徴を成している。
【０００９】
記載の構成の欠点によれば、システムに起因するインキ滴形成に基づいて、インキ滴は、常に狭い許容範囲内で同じサイズを有するので、このような滴で形成される字面は常に同じドットサイズを有している。
【００１０】
これに対して印刷技術から、印刷された画像におけるグレー階調および色進行（色合い）を形成するために、様々なサイズの印刷ドットを用いることが公知であり、そうすると観察者の目にグレー階調および色進行の視覚的な印象を与えることができる。そうしてたとえば刷版を使用するあらゆる印刷法で、個々の印刷ドットは、刷版を製造する際に、原画に応じて様々なサイズで形成することができ、これによって様々なサイズの印刷ドットが形成される。
【００１１】
同様にドロップオンデマンド方式（ＤＯＤ）のインクジェット印刷機において、印刷時に同じサイズの異なる数の小さな滴を印刷しようとする物体の表面上で重ね合わせて共通の比較的大きな印刷ドットを形成することにより、様々なサイズの印刷ドットを実現することが公知である。
【００１２】
公知の方法の欠点によれば、印刷プロセス中に印刷データの多様性が実現されない。なぜならば公知の印刷法は、刷版を形成する方式で作動するか、またはＤＯＤ法の場合、システムに起因して、印刷しようとする表面に対する、印刷ヘッドの、特にキャラクタ領域において不都合である小さな作業間隔しか有していないからである。その上ＤＯＤ印刷機は、１印刷ヘッドに幾つかのノズルを有しているので、印刷ヘッドに、極めて時間の掛かる乾燥特性を有しているか、または乾燥特性を有していないか、または放射硬化性のインキであるインキしか使用することができない。なぜならばそうでないと個々のノズルにおいて、特定の印刷像形成の間において極めて希にしか使用されないか、または使用されないインキは、乾燥して、これによってノズルが故障するからである。
【００１３】
放射硬化性のインキを使用するとこの問題は解消されるが、後置される硬化装置を追加的に使用することによって、装置に関する極めて高い手間および極めて高いコストが要求される。さらに記載の僅かな作業間隔によって、たとえば構造化された表面に比較的高い文字品質で文字付けすることはできない。なぜならば吐出されるインキ滴の飛行軌道は、短い距離でも不安定になり、もはや所望の着弾位置に確実に着弾せず、ひいては複数のインキ滴から結合してまとめられた印刷ドットも、もはや規定の形状で連続する（つまり閉じられた）印刷ドットとして印刷することができないからである。
【００１４】
前述のインキの使用は、このようなシステムでは不可欠である。なぜならばそのようなＤＯＤシステムは、必要に応じて操作される多数の個々のノズルで作動するからである。この場合通常個々のノズルは、印刷しようとする文字像に応じて、比較的長い時間間隔にわたって、制御されないか、または極希にしか制御されず、迅速に乾燥するインキ、たとえば溶剤を含有するインキを使用する際に、インキがノズル内で乾燥して、ノズル開口の閉塞する恐れがある。
【００１５】
このノズルがあとの時点で必要とされると、ノズルはもはや使用不能で、クリーニング、多くの場合印刷ヘッドの手動のクリーニングが必要になる。これとは異なって、連続的に作動するインクジェット印刷機は、極めて短い乾燥時間を有するインキを消費する。なぜならばこのインキに使用される溶剤は、極めて迅速に蒸発するからである。
【００１６】
このような形式のインキジェット印刷機では、インキが、連続的にノズルから吐出することによって、ノズルが閉塞されることはなく、プロセスが中断されることはない。従来このような形式の、連続的に作動するインクジェット印刷機で、１文字像の範囲内でも、異なるサイズのインキ滴を選択的に形成することは不可能であった。
【００１７】
本発明は、有利には前述の形式の、連続的に作動するインクジェット印刷機で使用することのできる方法および装置に関する。しかも本発明は、ほぼ同じサイズおよび／またはほぼ同じ電荷で、かつ特に同じ相互間隔の、１飛行軌道上で相前後して続くインキ滴を形成するのに適した、別の形式の装置で使用することもできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の課題は、特に連続的に作動するインクジェット印刷機を用いて、自由にプログラム可能なキャラクタ（文字・記号）を任意の表面に取り付けることのできる方法および装置を提供することであり、この場合キャラクタは、選択的に様々なサイズの印刷ドットを有することができ、キャラクタは、有利には選択的に様々な滴容量を有する１インキ滴によって形成される。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この課題を解決するための本発明の方法によれば、特に連続的に作動するインクジェット印刷機において可変の滴容量でインキ滴を形成する方法において、飛行中に相前後して続く、自由に選択可能な数のインク滴を、飛行中に互いに結合し、特に滴を形成するインキ印刷ヘッドの吐出ノズルから被印刷物に着弾する位置までの飛行中に結合する。
【００２０】
有利には、特にインキ印刷ヘッドの共通のノズルから吐出されるインキ滴が、同じサイズを有する。
【００２１】
有利には、特にインキ印刷ヘッドによって形成されるインキ滴が、それぞれほとんど同じサイズの電荷を有する。
【００２２】
有利には、インキ滴を、特に電極配置構造内で、実質的に滴の飛行方向で作用する電界によって、個別的かつ／または選択的に加速または減速する。
【００２３】
有利には、特に電極配置構造に進入するまえに滴群を形成する、結合して共通の滴にまとめられる滴の数、および滴群の滴の数が自由に選択可能である。
【００２４】
有利には、１滴群の滴を、電極配置構造を通過する際に、電極配置構造の電極の間の調節可能な電圧によって、様々な強さで加速または減速し、滴群内で先行する滴を減速し、かつ後行する滴を加速する。
【００２５】
有利には、電極配置構造から離間したあとで、滴群の滴を、飛行中に共通の滴にまとめる。
【００２６】
有利には、滴群の滴をまとめるために、滴群の飛行中に、電極配置構造の２つの電極の間の電圧の正負符号を変化させる。
【００２７】
有利には、インキ滴を、共通の滴形成装置よって、特にインキ印刷ヘッドによって形成して、形成後に共通の飛行軌道に沿って移動させる。
【００２８】
この課題を解決するための本発明の装置によれば、特に連続的に作動するインクジェット印刷機で使用するために、可変のインキ容量でインキ滴を形成するための装置において、当該インキ滴形成装置によって、飛行中に相前後して続く自由に選択可能な数のインキ滴が、飛行中に、特にインキを形成するインキ印刷ヘッドの吐出ノズルから被印刷物に着弾する位置までの飛行中に、相互結合可能になっている。
【００２９】
有利には、電極配置構造が設けられており、電極配置構造によって、実質的に滴の飛行方向で作用する、強さ変化可能な電界が形成されるようになっており、電界によって、インキ滴が、個別的かつ／または選択的に加速可能かつ／または減速可能であり、特に滴群の先行する滴が減速されて、滴群の後行する滴が加速されるようになっている。
【００３０】
有利には、少なくとも２つの電極が設けられており、これらの電極が、インキ滴の飛行方向でみて相前後して配置されており、電極の面法線が、インキ滴の飛行方向に対して少なくとも実質的に平行に配置されている。
【００３１】
有利には、電極配置構造の電極が、電極を通過するインキ滴の平均間隔よりも小さいか、またはこれと同じである相互間隔を有している。
【００３２】
有利には、共通の滴に結合される幾つかの滴が、電極配置構造に進入するまえに滴群を形成するようになっており、滴群の滴の数が、自由に選択可能になっている。
【００３３】
有利には、インキ滴形成装置によって、滴の速度、特に滴群の各滴の速度が可変であり、滴、特に滴群の滴が、電極配置構造から離間したあとで、飛行中に共通の滴に結合されるようになっている。
【００３４】
有利には、電極配置構造の電極が、滴の少なくとも１つの変向装置に適合されていて、少なくとも１つの変向装置の下流側で、インキ滴の方向に関して、電極の面法線とインキ滴の方向とが互いに平行になっている。
【００３５】
また有利には、本発明は、印刷装置であって、実質的に同じ電荷を有する、実質的に同じ大きさの相前後して続くインキ滴を形成するためのインク印刷ヘッドが設けられており、個々のインキ滴またはインキ滴群を元来の方向から変向するための変向装置が設けられている形式のものにおいて、当該印刷装置が、前述のインキ滴形成装置を備えている。
【００３６】
有利には、前述のインキ滴形成装置が、変向装置の上流側または下流側に配置されている。
【発明の効果】
【００３７】
したがって本発明の基本思想によれば、異なるサイズのインキ滴が、当初から形成される（このことは複雑な装置の前提を成す）のではなく、先ず装置、たとえば前述の連続的に作動するインクジェット印刷ヘッドまたは別のインキ滴形成装置で、有利には狭い許容範囲内でほぼ同じサイズのインキ滴が形成される。したがって元来の飛行軌道上で相前後して続く、特に等間隔で飛行するインキ滴を形成するために、個々の滴が消失しない間は、既存の確立された技術が用いられる。
【００３８】
本発明の基本思想によれば、選択的な数の相前後して続くインキ滴をまとめて１滴を形成して、選択的な異なるサイズの滴もしくは選択的に異なる滴容量を有する滴を得ることである。したがって元来の個々の滴がＶの容量を有する場合、ｎ個の滴からまとめられた共通の滴は、ｎ×Ｖの容量を有する。
【００３９】
たとえばインク印刷ヘッドの印刷チャンバの下流側で形成する位置と、被印刷物に着弾する位置との間における個々の滴の結合は、飛行時間全体の中のどこかで行うことができ、要するにたとえば元来の個々の滴が変向されるまえか、または元来の滴が変向されたあとで行うことができる。
【００４０】
本発明によれば、キャラクタ付けしようとする表面上の印刷ドットのサイズは、共通の滴にまとめられるインキ滴の数によって特定される。このようにしてたとえば製品の複数行のキャラクタでは、各行を異なるサイズの印刷ドットで印字するか、または１印刷行内で複数の個々のキャラクタを印字するか、または別の印刷ドットサイズで個々の印刷ドットを印字することができ、これによってたとえば特殊効果、ロゴまたは特殊記号の丸み付けられた縁部における強調または延びを良好に示すことができる。
【００４１】
したがって本発明によれば、任意の滴形成装置によって、特に既に記載したように、インキをポンプによってインキタンクから圧力チャンバにポンピングして、第１のステップで、たとえば公知の形式で特定の連続周波数で同じサイズのインキ滴が形成される。圧力チャンバの一方の端部にはノズルが設けられている。印刷チャンバに取り付けられた調整エレメントは、圧力チャンバ内の圧力を調整して、ノズルから吐出するインクジェットは、特に規定の短い距離を過ぎると、実質的に同じサイズの個々のインキ滴に分解する。
【００４２】
ノズルの直前（飛行方向でみてノズルの下流側）に取り付けられた帯電装置は、静電誘導によって、前述の形式で吐出するインキ滴に静電電荷を負荷する。本発明によれば、吐出するインキ滴、特にインキ滴列またはインキ群（インキ滴列またはインキ群から望ましくは共通の比較的大きなインキ滴が後続のステップで形成される）のインキ滴に、全ての滴にとって少なくとも実質的に同じ一定の電荷が付与される。
【００４３】
所望の数の、個々の元来の滴をまとめるために、本発明によれば、インキ滴は、実質的に滴の飛行方向で作用する電界、特に電極配置構造内の電界によって、個別的かつ／または選択的に加速または減速することができる。ここで重要な点によれば、まとめられる個々の全てのインキ滴は、先ず１方向で同じ速度を有している。この場合方向は、元来の方向でも変向された方向でもよい。まとめられた滴が電界を通過し、電界の電界ラインが、飛行方向に対して少なくとも平行に延びていることによって、滴は、電界の強さおよび方向に応じて、個別的に加速または減速することができる。したがって滴群の様々な滴に異なる電界が作用すると、そのような電界を通過する滴群の滴は結合してまとめることができる。
【００４４】
そのような電界を形成するための装置は、たとえば電極配置構造によって、特に滴の飛行方向でみて相前後して配置された少なくとも２つの電極を備えて形成することができる。電極配置構造は、電極の面法線が少なくとも実質的にインキ滴の飛行方向に対して平行に配置されるように、配置することができる。
【００４５】
電極は、開口を有する実質的に任意の形状のプレート電極として形成することができ、開口を通って、滴は、実質的にプレート表面に対して垂直に飛行する。
【００４６】
この場合滴群の滴は、電極配置構造を通過する際に、電極配置構造の電極の間の調節可能な電圧によって、それぞれ異なる程度に加速または減速されるので、滴群内で先行して飛行する滴は減速し、後行の滴は加速することができる。したがって滴群内で後行の滴が先行して飛行する滴に追い着き、滴は結合して比較的大きな容量のまとまった滴となることができる。このことは、滴群の滴が電極配置構造から離間したあとで後続の飛行中に共通の滴にまとめられ、特に電極配置構造の直後でまとめられることによって、行われる。
【００４７】
インキ滴を結合するための装置の配置は、前述のインクジェット印刷機に関して、インクジェットの変向装置の上流側でも、その下流側でも行うことができる。変向装置の上流側の配置は有利であり、電極配置構造は、正確に元来の飛行方向に対して垂直に方向付けることができる。
【００４８】
変向装置の下流側の配置では、インキ滴またはインキ滴群は、様々な方向を有することができる。したがって２つまたは３つ以上の平行な電極から成る電極配置構造は、有利な方向に対してのみ正確に垂直に配置することができる。考えられる残りの方向に関して、この方向付けは、単に大体において正確であってよい。
【００４９】
本発明によれば、電極配置構造の電極は、滴の少なくとも１つの変向装置に適合されており、インキ滴の各方向に関して、少なくとも１つの変向方向に応じて、電極の面法線は、特に電極配置構造への滴の進入位置で互いに平行であり、かつインキ滴の方向は互いに平行である。このために電極は、たとえば中心点を中心にカーブして形成してよい。
【００５０】
別の実施形態では、電極配置構造の電極が、電極配置構造を通過するインキ滴の平均間隔よりも小さな、またはこれと同じ相互間隔を有している。これによって、結合されるインキ滴群から成る、常に１つのインキ滴しか電極の間に配置されず、したがって電界は、専らこのインキ滴に作用するよう保証される。時間的に相前後して続く２つの滴の間で電界の変化が行われると、個々のインキ滴は、別の電界強さおよび電界方向を有することができる。
【００５１】
元来形成される滴のための変向装置の下流側で、所望の数のインキ滴を結合するための装置が配置されている場合、元来の滴は、飛行軌道に沿って、形成したあとで、先ず変向装置に到達し、変向装置は、各インキ滴に、滴運動と同期的に進行する、可変の強さおよび継続時間を有する個別的な横電界を対応配置することのできるように形成されているので、インキ滴は、それぞれ異なる変向角度を有することができる。このようにして既に記載したインキ列／インキ群は、たとえばｎ個の個々の滴から形成することができ、個々のインキ滴は、その全てまたはそのうちの特定数が同じ空間方向に変向される。所望の数の滴を有する滴群は、元来の方向から所望の方向に変向することができる。
【００５２】
ほぼ飛行方向に沿って電界の方向付けされた、後置の電極配置構造によって、電極配置構造を通過する滴、特に滴群の滴に対して同期的に、先行する滴が、電界によって制動され、かつ後行する滴が、電界によって反対の極性で加速されるので、滴群の全ての滴が、飛行中に、特に電極配置構造の直ぐ下流側でまとめられる。滴列に含有される滴の数に応じて、１、２、３・・・の開始滴容量を有する印刷滴が形成される。
【００５３】
インキ滴を結合するための電極配置構造は、変向装置の上流側に配置することもできる。したがって先ず滴の結合が行われ、次いで容量で増大された滴の変向が行われる。このことは、前述のものと同じ変向装置を用いて行うことができる。変向作用を及ぼす電界は、結合された滴に作用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。
【００５５】
図１には、本発明と比較するための、連続的に作動する従来慣用のインクジェット印刷機の印刷ヘッドを例示した。インキ１は、先ずポンプ３によって供給路４ａを介して貯蔵容器２から圧力チャンバ５にポンピングされる。圧力チャンバ５の１端部にノズル６が組み込まれている。追加的に圧力チャンバに取り付けられた変調装置７を介して、圧力チャンバ５内の圧力が調整（変調）されるので、ノズル６から吐出されるインクジェット９は、吐出後直ぐにほぼ同じサイズの個々のインキ滴１１に分解される。分解する直前に、個々のインキ滴１１に、帯電電極８を介して、個別的な電荷が所与される。
【００５６】
飛行軌道１００に沿って、インキ滴１１は、電界２１に進入する。電界２１は、プレートキャパシタ２０の電極２０ａ，２０ｂによって形成されている。インキ滴１１にかかる電荷量および電荷の極性に依存して、ならびにプレートキャパシタ２０の電界空間における電界２１の極性および強さに応じて、個々のインキ滴は、例示した様々な方向１０３，１０４に変向される。
【００５７】
この場合考えられる変向角度の総数は、単に帯電電極の制御に依存していて、かつ原則として制限されていない。プレートコンデンサ２０の個々のプレート２０ａ，２０ｂは、図１に示したように、互いに傾斜して位置することができる。基本構造を制限することなく、互いに平行に配置されたプレートを使用することもできる。
【００５８】
電界２１の極性および強さは、この構成では、有利にはほぼ一定に維持される。なぜならばその時点でプレートキャパシタの電界空間に存在する多数の滴にかかる電界強さの変化が同時に行われ、ひいては個々の滴に影響を与えることが不可能であるという理由による。
【００５９】
プレートキャパシタ２０の電界空間２１から離間したあとでは、もはや静電力がインキ滴１１に及ぼされず、インキ滴１１は、新たな飛行軌道１０３，１０４を維持する。そうして扇状に配置された飛行軌道群が得られる。たとえば帯電されないか、僅かに帯電されたインキ滴１１は、字面から分離する必要があるので、プレートキャパシタ２０の静電界２１で、たとえば変向されないか、またはほとんど変向されず、インキ戻しガイドに通じる捕集管１８の開口１９に進入する。そのように捕集されたインキは、供給路４ｂを介して再びインキ容器２にガイドされ、そうしてインキ回路に再び供給される。
【００６０】
図２には、本発明による、連続的に作動するインクジェット印刷機の、可変の滴サイズでインキ滴を形成して、変向するための配置構造を概略的に示した。ここでは滴形成自体は、図１に関して記載した形式で行われる。
【００６１】
しかしながら滴形成は、別の形式で行うこともでき、本発明の主要点は、飛行中の結合方式にある。インキ１は、同様にポンプ３によって先ず貯蔵容器２から供給路４ａを介して圧力チャンバ５にポンピングされる。圧力チャンバ５の１端部にノズル６が組み込まれている。同様に追加的に圧力チャンバに取り付けられた変調装置７を介して、圧力チャンバ５内の圧力が変調されるので、ノズル６から吐出されたインクジェット９は、吐出直後にほぼ同じサイズの個々のインキ滴１１に分解される。分解する直前に、個々のインキ滴１１に、帯電電極８を介して、公知の構成とは異なって、それぞれ同じ電荷が所与される。
【００６２】
飛行軌道１００に沿って、インキ滴１１は、可変の電界４４に進入する。電界４４は、電極配置構造４０の電極４０ａ，４０ｂによって、もしくは電極Ｅ０，Ｅ１〜Ｅｎによって形成されている。この場合電極配置構造４０は、幾つかの個々の電極Ｅ０，Ｅ１〜Ｅｎから形成されており、電極Ｅ０，Ｅ１〜Ｅｎは、インキ滴１１の飛行軌道１００に対して横向きに配置されていて、それも電極の相互間隔が相前後して続くインク滴の相互間隔に対応するように、配置されている。
【００６３】
電極Ｅ０および電極Ｅ１における変向電圧Ｕ０，Ｕ１〜Ｕｎは、適当な電子回路を介して、後続の電極Ｅ２、次いでＥ３などに、Ｅｎまで切り換えられるので、インキ滴の運動方向で進行する電界が形成される。
【００６４】
このことはインキ滴の飛行速度に応じて行われるので、各インキ滴は、個別的に静電式に変向される。インキ滴に作用する電界の強さおよび時間の変化によって、インキ滴のための様々な変向角度を形成することができる。たとえば字面から分離されるインキ滴は、インキ滴と共に進行する電界が消失することによって、変向されない。
【００６５】
したがって本発明によれば、複数の個々の滴から成るインキ滴１２の滴群を特定の方向に変向することができる。滴群の個々の滴に、有利には変向方向で同じ電界が作用する。
【００６６】
この場合本発明によれば、上位に配置された電子制御装置の設定に応じて、１滴群の最大滴数を規定することができ、この数は、本発明に従って形成される様々な滴サイズの数に対応する。たとえば滴群あたり８滴の最大数が規定されると、異なる８サイズのインキ滴を形成することができ、このことは非印刷状態と相俟って９のグレー階調を生じさせる。このような設定によって、電極配置構造４０から、滴群１２の、相前後して続く特定数のインキ滴が変向方向に離間し、この場合各滴群に存在するインキ滴の数は、既に記載したようにそれぞれ異なっていてよい。
【００６７】
そうして形成された滴群は、次いで電極配置構造５０に到達する。電極配置構造５０は、電極５０ａ，５０ｂもしくはＥｋ１，Ｅｋ２を備えており、電極はそれぞれ開口５１ａ，５１ｂを有している。この場合電極５０ａ，５０ｂは、電極５０ａ，５０ｂの間で電圧の印加によって形成される電界が実質的にインキ滴の進行方向を示すように配置されている。電極５０ａ，５０ｂの構成および配置構造は、インキ滴が電極５０ａ，５０ｂの開口５１ａ，５１ｂを通って飛行するようになっている。
【００６８】
さらに電極５０ａ，５０ｂの間隔は、常に１つのインキ滴だけしか電極５０ａ，５０ｂの間の中間室に存在しないように選択されている。電圧Ｕｋが電極Ｅｋ１，Ｅｋ２に印加されると、電極Ｅｋ１，Ｅｋ２の間の中間室に電界が形成され、電界によって、強さおよび極性に応じて、この電界空間に存在するインキ滴が加速または減速される。
【００６９】
単個のインキ滴が中間室に存在することによって、形成される力がこのインキ滴にしか作用しない。したがって印加される電圧Ｕｋの強さおよび／または極性の変化によって、後続のインキ滴を異なる強さで加速するか、または減速することができる。
【００７０】
滴群の個々のインキ滴を共通のインキ滴に結合してまとめるために、本発明によれば、滴群の、先行して移動するインキ滴が制動され、後続のインキ滴が加速され、１群の全てのインキ滴が電極配置構造５０の直ぐ下流側で、飛行中に滴群の共通の重心に結合される。これによって、そうして形成される様々な大きさのインキ滴１０１がほとんど同じ相互間隔を有し、したがって基体２００にインキ滴１０１が着弾したあとで様々なサイズの印刷ドット２０１を有していて、しかも印刷ドットの相互間隔が規定のままである字面が形成されるよう、保証されている。
【００７１】
図３には、変向装置４０と、これに後置された電極配置構造５０と、インキ滴の幾つかを例示した変向方向１０３，１０４，１０５とを概略的に斜視図で示し、ならびに滴群を概略的に示した。この場合電極５０ａ，５０ｂの形状は、様々であってよく、たとえば矩形、丸形、楕円またはその都度のシステムに適合するその他の形状を有していてよい。
【００７２】
これと同様のことが開口５１ａ，５１ｂにも当てはまり、開口５１ａ，５１ｂは、有利には、電極５０ａ，５０ｂの間の、インキ滴の通過する空間においてできるだけ均質の電界分布が得られるように形成することができる。
【００７３】
もちろん電極配置構造５０は、インキ滴の飛行方向でみて、円筒状、球冠状または一般的な凹状に形成することができるので、その都度のインキ滴の変向角度とは無関係に、インキ滴は、正確に電界ラインに沿って電極５０ａ，５０ｂの間の中間室を通過する。
【００７４】
図４のａ、ｂおよび図５のａ、ｂには、各滴群１２のインキ滴１１に関する電圧Ｕｋの関係を概略的に示した。図４のａには、プラス電圧＋Ｕｋからマイナス電圧−Ｕｋまでの、電圧Ｕｋの鋸歯状の経過を例示しており、この場合鋸歯状の電圧インターバル１３の各区分１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、専らその時点で電極配置構造５０を通過する、図面においてその上方に示したインキ滴に作用する。したがって各滴に、この滴に関して規定された電界強さしか作用せず、これによって滴は、大小の強さで制動されるか、または加速される。
【００７５】
図４のｂには、階段状の電圧経過による別の形式の電極５０ａ，５０ｂの制御を例示しており、各インク滴１１は、電界空間を通過する際に、電圧インターバル１３の各区分１３ａ，１３ｂ，１３ｃにおいてその時点で作用する電圧に応じて、それぞれ異なるが一定の電界強さにある。有利には、加速および減速作用を及ぼす電圧の合計は、それぞれ一定に維持され、特に有利にはゼロである。この場合加速もしくは減速作用を及ぼす電圧は、異なる値を占めることができ、このことは特に共通のインキ滴に奇数のインキ滴を結合してまとめる際に有利である。
【００７６】
さらにまた各滴群の可変の加速もしくは減速作用を及ぼす電圧に校正電圧を重畳すると有利であり、それも奇数の滴容量と偶数の滴容量との間で生じる恐れのある位置差を字面平面で補償できるように重畳すると有利である。
【００７７】
有利には、各滴群の間で、単数または複数のインキ滴が捕集管に変向され、これによって図４のａおよびｂに示した、相前後して続く滴群の間の−Ｕｋから＋Ｕｋへの電圧上昇を技術的に簡単に実現することができる。これらの位置で欠落しているインキ滴は、図５のａおよびｂにおいて符号１１ｂで示した。さらに図４のａ、ｂおよび図５のａ、ｂに示したように、結果として生じるインキ滴１０１の所望のサイズに応じて、１滴群内で全てのインキ滴を設ける必要はない。欠落しているインキ滴は、符号１１ａで示した。さらに看取されるように、図示した各滴群は、異なる変向角度を有していてよい。
【００７８】
図６に示した別の実施例では、滴群の個々のインキ滴の結合は、電極配置構造５０によって、電極配置構造４０から形成される変向ユニットの上流側で行われるので、変向ユニット４０において、様々なサイズのインキ滴が、被印刷物に対する所望の着弾位置に応じて変向される。この場合まとめようとする滴のための、滴の加速もしくは減速は、記載の形式で行われ、これに対して図７に示したように、消失する滴のための電圧Ｕｋは、ゼロになる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】従来技術による、連続的に作動するインクジェット印刷機の構造を概略的に示す図である。
【図２】本発明による、可変サイズの滴を形成するための、連続的に作動するインクジェット印刷機の構造の１実施例を概略的に示す図である。
【図３】本発明による、変向された滴を速度変調するための電極配置構造の１実施例を概略的に示す斜視図である。
【図４】ａおよびｂは、直接的に相前後して続く滴列において速度変調を行うための、図２に示した本発明による実施例に関する電圧経過を概略的に示す図である。
【図５】ａおよびｂは、相前後して続く滴列の間の隙間において速度変調を行うための、図２に示した本発明による実施例に関する電圧経過を概略的に示す図である。
【図６】変向装置の上流側で滴を結合するための電極配置構造の配置された印刷装置を示す図である。
【図７】ａおよびｂは、滴を結合するための図６に示した電極配置構造の２つの電極の間の電圧経過を例示する図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  インキ、  ２  貯蔵容器、  ３  ポンプ、  ４，４ｂ  供給路、  ５  圧力チャンバ、  ６  ノズル、  ７  調整装置、  ８  帯電電極、  ９  インクジェット、  １１  インキ滴、  １１ａ，１１ｂ  欠落しているインキ滴、  １３  電圧インターバル、  １３ａ，１３ｂ，１３ｃ  区分、  １８  捕集管、  １９  開口、  ２０  プレートキャパシタ、  ２０ａ，２０ｂ  電極  ２１  電極、  ４０  電極配置構造、  ４０ａ，４０ｂ，Ｅ０，Ｅ１，Ｅｎ  電極、  ４４  電界、  ５０  電極配置構造、  ５０ａ，５０ｂ，Ｅｋ１，Ｅｋ２  電極、  ５１ａ，５１ｂ  開口、  １００  飛行軌道、  １０３，１０４，１０５  空間方向、  ２００  基体、  ２０１  印刷ドット、  U０，U１，Uｎ  変向電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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