CH639897A5

CH639897A5 - Tintenstrahl-druckvorrichtung.

Info

Publication number: CH639897A5
Application number: CH275179A
Authority: CH
Inventors: Robert I Keur
Original assignee: Dick Co Ab
Priority date: 1978-03-24
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1983-12-15
Also published as: AU524690B2; GB2017589B; AU4483879A; JPS54131936A; GB2017589A; CA1106435A; DE2911299A1; JPS6229230B2; US4160982A; FR2420428A1

Description

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung zu finden, bei der eine unerwünschte Abgabe und Verstreuung von Tinte sowohl beim Start als auch beim Abschalten der Vorrichtung verhindert wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wobei die abhängigen Ansprüche vorteilhafte Ausführungsformen dieser Vorrichtung charakterisieren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der grundsätzlichen Komponenten eines bekannten Tintenstrahl-Drucksystems,

Fig. 2 eine schematische Darstellung für den Ersatz bestimmter Komponenten des bekannten Systems gemäss der vorliegenden Erfindung, und

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Fig. 3 eine schematische Darstellung entsprechend Fig. 2, jedoch mit Verlagerung von Komponenten des Systems bei abgeschalteter Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine allgemeine Anordnung für die Ausbildung von Tropfen aus leitfähiger Tinte, für das selektive Aufladen der Tröpfchen und für die Steuerung der Flugbahn der Tropfen auf ihrem Weg zu dem Aufzeichnungsmaterial, wie z.B. einer Papierfolie, so dass sie an vorgegebenen Stellen auftreffen. Die leitfähige Tinte 10 ist in einem Behälter 11 gespeichert, der einen Einlass 12 und einen Auslasskanal 13 aufweist. Normalerweise wird das System unter Druck gesetzt, um die Tinte durch den Kanal 13 und durch eine dünner dimensionierte Röhre 14 zu fördern, die in einer Öffnung 15 endet. Ein Wandler 16, z.B. nach dem piezoelektrischen Prinzip, ist mit der Abgaberöhre 14 gekuppelt und an zwei elektrische Leiter 17a, 17b angeschlossen. Wird ein geeignetes Antriebssignal für die Düse mit ausgewählter Frequenz über die Leiter 17a, 17b zugeführt, so wird der Wandler 16 erregt und die Abgaberöhre 14 schwingt, so dass der die Öffnung 15 verlassende Tintenstrom in Tröpfchen aufgeteilt wird. Die Anzahl der gebildeten Tropfen entspricht der Frequenz des Antriebssignales der Düse. Es versteht sich, dass auch andere Antriebsmittel nach dem Magnetsystem, akustische oder andere, verwendet werden können, um den Tintenstrom zu stören.

Fig. 1 zeigt auch den Abschnitt einer im wesentlichen ringförmigen, zylindrischen Aufladeeinheit 20, der an einen elektrischen Leiter 21 angeschlossen ist. Ein anderer Leiter 22 ist an die Abgaberöhre 14 angeschlossen, die elektrisch leitend ausgeführt ist. Auf diese Weise ist ein Aufladesignal, das zwischen den Leitern 21 und 22 angelegt wird, wirksam, um in jedem Tropfen beim Abbrechen aus dem Tintenstrom eine elektrische Ladung zu induzieren. Unterhalb der Aufladeeinheit ist auf beiden Seiten des von den aufgeladenen Teilchen durchquerten Weges ein Paar von Ablenkplatten 23, 24 angeordnet, die zusammen eine Ablenkeinrichtung bilden. Mit jeder Platte 23, 24 ist jeweils ein Leiter 25,

26 verbunden, und eine Gleichstrom-Potentialdifferenz von üblicherweise mindestens einigen Tausend Volt ist an die Leiter 25, 26 gelegt. Dadurch wird zwischen den Platten 23, 24 ein elektrisches Feld aufgebaut, das eine Ablenkung der aufgeladenen Tröpfchen um einen Betrag und in einer Richtung verursacht, die abhängig sind von der Amplitude und der Polarität der durch den jeweiligen Tropfen getragenen elektrischen Ladung. Dies bewirkt eine genaue Steuerung, durch die die Tropfen das Aufzeichnungsmaterial 27 markieren. so dass sie beispielsweise eine Kurve 28 oder eine andere Information auf das Aufzeichnungsmaterial bzw. das Papier übertragen. Es versteht sich, dass dieses Prinzip bei vielen Tintenstrahl-Drucksystemen anwendbar ist.

In Fig. 1 ist wenig oberhalb des Aufzeichnungsmaterials

27 ein Auffänger 30 dargestellt. Er ist so angeordnet, dass er alle Tintentropfen auffängt, die durch Charakterisierung mittels einer bestimmten Ladung dafür bestimmt sind, nicht auf das Aufzeichnungsmaterial aufzutreffen. Der Ableitkanal 31 des Auffängers ist mit einer Vakuumquelle verbunden, durch die die aufgefangenen Tintentropfen zu dem Vorratsbehälter 10 zurückgefördert werden. In verschiedenen bekannten Systemen ist der Auffänger seitlich von dem Aufzeichnungsmaterial angeordnet, um entsprechend charakterisierte Tintentropfen, die beim normalen Betrieb nicht auf das Aufzeichnungsmaterial gelangen sollen, aufzufangen. Die vorliegende Erfindung ist auch auf solche Systeme anwendbar, falls der Auffänger beim normalen Betrieb entsprechend der Darstellung in Fig. 1 prinzipiell angeordnet ist.

Im folgenden wird eine erfindungsgemässe Ausführung der Vorrichtung anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben.

Die Aufladelektrode 29 hat gemäss einem Merkmal der

Erfindung zu einer Seite hin eine Öffnung 20a und wird durch einen Isolierarm 34 gehalten, dessen Anschluss anhand der Fig. 3 noch näher beschrieben wird. Entsprechend werden die Ablenkplatten 23, 24 der Ablenkeinrichtung durch einen Isolierblock 35 gehalten, der sich an der Rückseite der Platten befindet und somit ausserhalb des von den Tintentropfen durchquerten Weges. Im folgenden wird die mit den Isoliereinheiten 34, 35 gekuppelte Apparatur anhand der Fig. 3 näher beschrieben.

Eine erste Einrichtung ist vorgesehen für die Bewegung des Auffängers 30 von der in Fig. 2 dargestellten Position zu einer Position entsprechend Fig. 3, in der der Auffänger an der Düse 14 anliegt und so ausgerichtet ist, dass er alle durch die Öffnung 15 austretende Tinte aufnimmt. Die Ver-stelleinrichtung für den Auffänger hat einen ersten Elektromotor 36, der über eine durch eine Strichlinie 37 angedeutete Verbindung mit einem Zahnrad 38 verbunden ist, das in den Endabschnitt einer Zahnstange 40 eingreifend dargestellt ist. Das andere Ende der Zahnstange 40 ist mit dem Auffänger mittels Befestigungsorganen, beispielsweise einem Schraubenpaar 41, verbunden. Wird der Motor 36 somit in Betrieb gesetzt und treibt das Zahnrad 38, so bewegt sich die Zahnstange 40 nach oben und der Auffänger 20 bewegt sich entlang der Bahn der Tintentropfen, wenn diese sich von der Abgabeöffnung 15 durch den Mittelabschnitt der Aufladeeinheit und anschliessend durch den grösseren Teil der Ablenkeinheit bewegen, bevor sie auf das Aufzeichnungsmaterial auftreffen. Es ist offensichtlich, dass zur Erzielung dieser Überquerung des Tropfenweges zuerst die Aufladeeinheit und die Ablenkeinheit aus der Bahn herausbewegt werden müssen. Dies erfolgt durch die in Fig. 3 dargestellte Apparatur.

Die Fig. 3 zeigt den Mechanismus für die Fortbewegung der Aufladeeinheit 20 und der Ablenkeinheit 23, 24 von der durch die Tintentropfen durchquerten Bahn weg, so dass die Bewegung des Auffängers von der in Fig. 2 dargestellten Position zu derjenigen nach Fig. 3 erleichtert wird. In letzterer Position liegt der Auffänger 30 an dem Düsenkopf an und ist zu der Düsenöffnung 15 so ausgerichtet, dass ein Verspritzen von Tinte aus dem Düsenkopf verhindert wird. Wie als Beispiel dargestellt ist, können die Mittel für die Fortbewegung des Aufladeringes und der Ablenkeinheit ein Isolierorgan 45 mit ausreichender Länge aufweisen. Das Isolierorgan hat einen ersten Fortsatz 34 für die Halterung der Aufladeeinheit 20 und einen zweiten Fortsatz 35 für die Halterung der Ablenkplatten 23, 24. Das andere Ende des Isolierorgans 45 hat einen Hebel oder einen Schwenkarm 46, der um eine Welle 47 gelagert ist, die mechanisch mit einem zweiten Motor 48 gekuppelt ist. Wird somit der Motor 48 in Betrieb gesetzt, so schwenkt das Isolierorgan 45 aus seiner normalen Position, in der die Einrichtungen 20 und 23 in der in Fig. 3 durch Strichlinien angedeuteten Position gehalten sind, heraus zu den Positionen, die durch ausgezogene Linien dargestellt sind. Die Aufladeeinheit 20 ist mit ihrer Öffnung 20a so angeordnet, dass sie quer durch den Weg der Tintentropfen bewegt werden kann, während diese diesen Weg passieren, ohne dass eine Störung des Tintenstromes auftritt. Die einfache Schwenkbewegung verlagert sowohl die Aufladeeinheit als auch die Ablenkplatten aus der Tintenbahn zwischen dem Düsenkopf und dem Auffänger heraus, so dass der Zahnstangenantrieb den Auffänger linear von einer Position im Abstand von dem Düsenkopf 14 entsprechend der Darstellung in Fig. 2 zu einer anderen Position an dem Düsenkopf 14 entsprechend der Darstellung in Fig. 3 bewegen kann und ein wirksames Auffangen der aus dem Düsenkopf 14 austretenden Tinte gewährleistet ist. Der Fachmann wird erkennen, dass die Aufladeeinrichtung und die Ablenkeinrichtung verschiedene

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Formen aufweisen können, um die Bewegung des Auffängers entlang der gezeigten Bahn zu erleichtern, ohne dass notwendigerweise die Aufladeeinrichtung und die Ablenkeinrichtung fortbewegt werden müssen. Die einfachste und direkteste Methode, den Auffänger entlang der Bahn zu bewegen, die normalerweise von den Tintentropfen durchquert wird, ergibt sich jedoch durch einen zweiten Mechanismus für die Fortbewegung des Isolierorgans 45 und damit der Aufladeeinrichtung und der Ablenkeinrichtung von dem Weg der Tintentropfen weg.

Es ist offensichtlich, dass eine derartige Konstruktion gemäss der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Tintenstrahl- oder Tintentropfen-Druckvorrichtungen anwendbar ist, bei denen die Tintentropfen aufgeladen und zwischen einer Tropfenausbildungsöffnung und der Stelle, an der sie auf das Aufzeichnungsmaterial auftreffen, abgelenkt werden. Es ist ein Auffänger mit einem Ableitkanal für Tinte vorgesehen, so dass die gesamte aufgefangene Tinte sowohl während des Startes als auch beim Abschalten der Vorrichtung aufgesammelt und zu dem Vorratsbehälter zurückgeführt werden kann. Es ist von besonderer Bedeutung, dass durch Eintreten in den Weg, der normalerweise von den Tintentropfen durchquert wird, der Auffänger alle Tropfen beim Start und Abstellen der Vorrichtung auffängt, so dass ein unerwünschtes Verspritzen von Tinte auf irgendwelche Komponenten der Vorrichtung beim Erhöhen des Druckes, um eine Steuerung des Tintenstromes zu erzielen, und beim Erniedrigen des Druckes, um den Strom abzuschalten, sicher verhindert wird. Unerwünscht verspritzte Tintenteilchen hätten nicht nur ein unsauberes Aussehen der Vorrichtung 5 zur Folge, sondern könnten auch zu unerwünschten Strompfaden zur Masse und damit Kurzschlüssen der Einrichtungen führen.

Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Vorrichtung gezeigt wurde, in der ein-io zelne Tintentröpfchen verwendet werden, so ist die Erfindung jedoch auch anwendbar auf Tropfenschreibvorrichtungen, bei denen ein Tintenstrom zum Drucken verwendet wird und bei denen ein Auffänger neben dem Aufzeichnungsmaterial angeordnet ist. Bei solchen Vorrichtungen wäre es 15 lediglich erforderlich, die Ablenkplatten von dem Tinten-stromweg wegzubewegen, so dass der Auffänger entlang dem beschriebenen Weg geführt werden kann.

Weiterhin wurde beim beschriebenen Ausführungsbeispiel eine elektrische Steuerung der Tinte angewandt, jedoch 20 kann die Lehre der Erfindung auch auf Vorrichtungen angewandt werden, bei denen die Tintensteuerung z.B. durch Magnetismus erfolgt. In diesem Falle sind die magnetischen Charakterisierungseinrichtungen für die Tinte, die an dem Tintenweg angeordnet sind, aus dem Weg des Auffängers 25 herauszubewegen, so dass dieser zu der Düsenöffnung hin und von ihr wieder weg bewegbar ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Tintenstrahl-Druckvorrichtung mit einem. Tintenabgabelkopf (14, 16), an dem sich eine Öffnung (15) befindet, von der aus Tinte (10) zu einem Aufzeichnungsmaterial (27) hin gerichtet wird, eine Einrichtung (20), durch die die Tinte elektrisch aufgeladen wird, so dass ihre Bahn zum Auftreffen an vorgegebenen Stellen des Aufzeichnungsträgers (27) steuerbar ist, und mit einem Auffänger (30), der in Betriebsposition der Vorrichtung neben dem Aufzeichnungsmaterial (27) zum Auffangen von Tinte angeordnet ist, die von dem Aufzeichnungsmaterial weggelenkt wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (36, 37, 38, 40), die bei Inbetriebnahme und beim Abschalten der Vorrichtung zum Bewegen des Auffängers (30) zwischen zwei Positionen vorgesehen ist, von denen sich eine an dem Tintenabgabekopf (14, 16) und die andere in vorgegebenem Abstand von dem Abgabekopf befindet, wobei der Auffänger (30) während seiner Bewegung zwischen diesen Positionen so ausgerichtet ist, dass er von dem Abgabekopf abgegebene Tinte auffängt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20) zur elektrischen Aufladung der Tinte in Betriebsposition der Vorrichtung entlang dem Weg zwischen der Abgabeöffnung (15) und dem Aufzeichnungsmaterial (27) angeordnet ist und Einrichtungen (34, 35,45, 46, 47, 48) aufweist für ihre wahlweise Bewegung relativ zu dem Tintenweg, wobei die Einrichtungen (36, 37, 38, 40) für die Bewegung des Auffängers (30) entlang der Tintenbahn von der Abgabeöffnung (15) weg während der Inbetriebsetzung der Vorrichtung wirksam sind und während des Abschaltvorganges zur Bewegung entlang der Tintenbahn zu der Abgabeöffnung (15) hin.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Tinte (10) in Form von Tröpfchen abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (34, 35, 45, 46, 47, 48) für die Bewegung der Auflade-Einrichtung (20) während der Ausserbetriebsetzung der Vorrichtung eine Ablenkeinrichtung (23, 24) und die Aufladeeinrichtung (20) von dem Weg der Tinte wegbewegen, bevor sich der Auffänger (30) zur Abdeckung des Abgabekopfes (14, 16) bewegt, und dass diese Einrichtung für die Bewegung der Auflade-Einrichtung (20) bei Inbetriebsetzung der Vorrichtung wirksam ist zum Zurückbewegen der Aufladeeinrichtung (20) und der Ablenkeinrichtung (23, 24) zu ihrer normalen Arbeitsposition, nachdem der Auffänger (30) von seiner Endposition an dem Abgabekopf zu seiner normalen Betriebsposition in der Nähe des Aufzeichnungsmaterials (27) zurückgekehrt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung für die Bewegung des Auffängers (30) eine mit dem Auffänger verbundene Zahnstange (40), ein in die Zahnstange eingreifendes Zahnrad (38) und einen mit dem Zahnrad (38) gekuppelten Motor (36) aufweist, so dass durch Antrieb des Zahnrades der Auffänger (30) entlang einer geraden Bahn bewegt wird, die dem Weg der Tinte entspricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung für die Veränderung der Position der Aufladeeinrichtung (20) und der Ablenkeinrichtung (23, 24) ein Isolierorgan (45) mit einem ersten Fortsatz (34) für die Halterung der Aufladeeinrichtung (20) und einem zweiten Fortsatz (35) für die Halterung der Ablenkeinrichtung (23, 24) und eine Einrichtung (46, 47, 48) aufweist, die mit dem Isolierorgan (45) für die Ausführung einer Bewegung des Isolierorgans und damit einer Bewegung der Aufladeeinrichtung (20) und der Ablenkeinrichtung (23, 24) von dem Weg der Tinte weg, verbunden ist.

Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Drucken mittels eines Strahles aus Tinte bekannt, z.B. dass elektrisch leitfähige Tinte unter Druck durch eine Öffnung abgegeben und in einen Strom von einzelnen Tröpfchen aufgeteilt werden kann, wobei die Ladung oder die Ladungsstärke an jedem einzelnen Tröpfchen individuell beeinflussbar ist .Wenn die Tintentröpfchen ihren Weg in Richtung zu dem Aufzeichnungsmaterial, z.B. eine Papierfolie, fortsetzen, so bewirkt ein Paar auf beiden Seiten des Tintenweges angeordneter und entgegengesetzt elektrisch geladener Ablenkplatten eine Ablenkung jedes Tröpfchens in Abhängigkeit von seiner Ladung. Falls es erwünscht wird, auf einem Teil des Aufzeichnungsmaterials eine aufzeichnungsfreie Stelle zu belassen, so wird die Ladungsstärke des Tröpfchens so- gesteuert, dass sein Weg in einem Auffänger bzw. einem Akkumulator endet, anstatt auf dem Aufzeichnungsmaterial. Dieser Akkumulator hat einen Ableitungskanal für die Rückführung der Tinte zu einem Speicherbehälter oder für die Zulieferung der Tinte unter Druck. Es sind auch Tintenstrahl-Schreibsysteme bekannt, bei denen nicht ein Aufbrechen des Strahles in einzelne Tröpfchen erfolgt, sondern bei denen der Strahl oder Abschnitte des Strahles verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann auch bei solchen Systemen vorteilhaft angewandt werden, wenn sie einen Auffänger aufweisen, der von der Austrittsöffnung entfernt angeordnet ist, um die Tinte aufzufangen, die nicht eine Markierung auf dem Aufzeichnungsmaterial verursachen soll.

Tintenstrahlanlagen, die gegenwärtig verwendet werden, geben bereits Tintentropfen beim Start der Anlage ab, bevor die Anlage voll unter Druck steht. Entsprechend weisen diese Anlagen auch bei der Abschaltung einen Zeitabschnitt abfallenden Tintendruckes auf. Die Tropfen, die bei geringerem Druck abgestossen werden als dem normalen Betriebsdruck entspricht, befinden sich nicht unter genauer Steuerung, so dass sie auf Komponenten der Anlage auftreffen können, wie z.B. die Aufladeeinheit, die Ablenkeinheit u.dgl.

Obgleich verschiedene Systeme für das Verschliessen und Freigeben der Düse oder des Tintenspritzkopfes bekannt sind, ist es doch die Hauptaufgabe dieser Systeme, ein Eintrocknen der Tinte an der Öffnung zu verhindern, aus der die Tropfen austreten, und um die Öffnung zu reinigen.

Diese Systeme sind darauf gerichtet, einen dichten und sogar einen hermetischen Abschluss der Tintenabgabeöffnung zu bewirken, sowohl vor dem Start als auch nach dem Abschalten der Anlage. Bei anderen Systemen erfolgt eine sehr schnelle Bewegung einer Klinge oder einer Abschaltplatte in einen Teil des Tintenweges hinein, wenn das System ein-und ausgeschaltet wird. Durch den Stand der Technik ist es jedoch nicht bekannt, wie der Tintenstrom oder die Tröpfchen in der Lücke zwischen den Düsen und der Aufzeichnungsfläche beherrscht werden kann, um eine Verstreuung von Tinte beim Einschalten und Abschalten der Anlage zu verhindern.