DE1537562B2 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines tintenstrahls zur aufzeichnung von informationen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines aus gleichmäßigen Tröpfchen bestehenden Tintenstrahls zur Aufzeichnung von Informationen zur selektiven Ablagerung elektrisch leitfähiger Tinte auf einen Aufzeichnungsträger unter Verwendung einer die Tinte führenden Kapillare.

Ein solches Verfahren kann zur Aufzeichnung von Faksimilesignalen mit Tintentröpfchen auf Papier oder einen anderen Aufzeichnungsträger in Abhängigkeit von elektrischen Impulsen, die von einer fernen Quelle übertragen werden, angewendet werden. Bei der Faksimile-Reproduktion wird das zu reproduzierende Bild abgetastet, wobei elektrische Signale erzeugt werden, die die hellen und dunklen Teile des Originalbildes wiedergeben. Beispielsweise wird hierzu ein Lichtstrahl über die Oberfläche des abzutastenden Schriftstückes geleitet, und das an dieser Fläche reflektierte Licht wird zur Steuerung einer Photozelle oder einer ähnlichen Einrichtung verwendet. Wird das Licht an einem hellen Teil des Papiers reflektiert, so wird die Photozelle betätigt. Wird das Licht an einem dunklen Flächenteil des Papiers reflektiert, so wird die Photozelle nicht betätigt, und es ergibt sich so eine Erzeugung elektrischer Signale, die angeben, ob die Photozelle von reflektiertem Licht getroffen wurde oder nicht, bzw. von der auf die Photozelle auftreffenden reflektierten Lichtmenge abhängig sind. Die elektrischen Signale werden zu einem fernen Ort übertragen, wo sie in helle und dunkle Punkte auf einem Blatt Papier umgesetzt werden und ein Faksimile-Bild des Originalschriftstückes erzeugen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die durch derartige Signale gesteuert wird und jeweils einen Tintenfleck auf einem blattförmigen Material wie z. B. Papier erzeugt. Wird die Abtastung des Originalschriftstückes auf kleinen Flächenteilen vorgenommen und bei dunklen Flächen ein elektrischer Impuls erzeugt, so wird an der Empfangsstelle eine Tintenmenge abhängig von diesem Impuls auf das Kopieblatt abgelagert, so daß sich dunkle Flächenteile in demselben relativen Lage wie auf dem abgetasteten Bild ergeben.

Zur Erzeugung des Tintenstrahls nach einem Verfahren der eingangs genannten Art ist es z. B. durch die schweizerische Patentschrift 363 667 bekannt, · eine Düse mit einer Kapillare zu verwenden, wobei die Tinte vor der Düsenöffnung infolge ihrer Oberflächenspannung bei einem ganz bestimmten Druck einen-Meniskus bildet und nicht aus der Düse austritt. Das Austreten von Tinte aus der Düse bzw. das Abreißen der Tinte in Form mehr oder weniger großer Tröpfchen erfolgt durch ein vor der Düse erzeugtes elektrisches Feld, welches eine zusätzliche Kraftwirkung auf den Tintenmeniskus ausübt und ihn zum Abreißen bringt. Bei Steuerung des elektrischen Feldes mit elektrischen Informationssignalen kann dadurch eine Informationsaufzeichnung erzielt werden. Eine solche Vorrichtung arbeitet hinsichtlich der Aufzeichnungsgenauigkeit abhängig von mehreren Faktoren, zu denen beispielsweise der Grad der Oberflächenspannung,, die Viskosität, die Dichte und die Leitfähigkeit der Tinte gehören. Weitere Einflußfaktoren sind die elektrische Feldstärke und die Abmessungen der Düse. Diese Größen können einerseits durch ihre gemeinsamen Auswirkungen die Aufzeichnungsqualität wesentlich verschlechtern, andererseits müssen sie jeweils sehr genau eingestellt sein, wenn eine einigermaßen ausreichende Auflösung bzw. Aufzeichnungsschärfe erreicht werden soll.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, welches die vorstehend aufgezeigten Schwierigkeiten vermeidet und eine Verbesserung der Informationsaufzeichnung dadurch ermöglicht, daß ein Tintenstrahl hoher Gleichmäßigkeit erzeugt wird, dessen Struktur durch möglichst wenig äußere Einwirkungen beeinträchtigt werden kann.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß im Bereich der Kapillare ein die Tinte durchfließender intermittierender elektrischer Strom und ein auf die Tinte einwirkendes Magnetfeld mit solchen Richtungen erzeugt werden, daß eine intermittierende, die Oberflächenspannung der Tinte an der Kapillarenöffnung überwindende Kraft entsteht.

Gegenüber den vielen bekannten Anordnungen zur Ablagerung von Tinte auf einem Kopieblatt betrifft die vorliegende Erfindung ein neuartiges Ver-

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fahren zur Steuerung der Tintenströmung durch eine gen erzeugt. Zur Erzeugung dieser Markierungen Kapillare, wobei die durch einen elektrischen Strom sind verschiedene Verfahren bekannt. Beispielsweise in einem Leiter innerhalb eines Magnetfeldes er- kann ein elektrischer Funke zur Erzeugung einer zeugten Kräfte ausgenutzt werden. Bei der vorlie- Markierung von Kohlepapier auf das Kopiepapier genden Erfindung kann ein elektrischer Strom durch 5 verwendet werden, oder es wird durch eine elekeinen leitfähigen, flüssigen Stoff geleitet werden, der trolytische Reaktion auf dem Kopiepapier eine Versenkrecht zu dem Verlauf eines Magnetfeldes ange- färbung erzeugt, oder die elektrostatische Ladung ordnet ist. Der Leiter, der im vorliegenden Falle die einer photoleitfähigen Fläche wird selektiv abge-Aufzeichnungs tinte ist, erfährt dann eine Kraftwir- leitet. Bei der vorliegenden Erfindung wird von der kung, die senkrecht zum fließenden Strom und zur io Möglichkeit der Ablagerung von Tintentröpfchen in Richtung des Magnetfeldes verläuft. Die einwirkende Abhängigkeit elektrischer Signale Gebrauch gemacht. Kraft wird zur Ablagerung von Tintentropfen auf . Die erfindungsgemäße Einrichtung ist also ein der Oberfläche eines Papierblattes oder eines Auf- mit Tinte arbeitendes Aufzeichnungsgerät, das im Zeichnungsträgers abhängig von dem elektrischen wesentlichen eine leitfähige flüssige Tinte durch eine Strom ausgenutzt. Wird der elektrische Strom in der 15 Kapillare zur Oberfläche eines Kopieblattes leitet, leitfähigen Tinte durch die empfangene elektrische Die Kapillare ist in einem Magnetfeld senkrecht zu Faksimileimpulse gesteuert,'so ergibt sich eine Tinten- diesem angeordnet und führt in der Tinte einen ablagerung,.. die den auf dem Originalschriftstück elektrischen Strom, der senkrecht zur Kapillare verabgetasteten Flächenelementen entspricht, läuft. Durch impulsmäßige Steuerung des die Tinte

Mit einem Verfahren nach der Erfindung läßt 20 durchlaufenden" Stromes werden Tröpfchen auf der sich eine besonders hohe Gleichmäßigkeit der Tinten- Oberfläche des Papiers öder des Aufzeichnungsträtröpfchen erzielen, denn diese werden nicht mehr gers abgelagert. In F fg.. 2 sind die Wände 10 einer durch eine von vorn her auf die Tinte einwirkende Kapillare 12 dargestellt, an denen der Nordpol und Kraft erzeugt, welche die Oberflächenspannung der der Südpol eines Magnets 14 angeordnet sind. Die Tinte überwinden muß und deren Quelle sich in 25 Tinte wird durch die Kapillare 12 auf die Oberfläche einem relativ großen Abstand vor der Düse befindet. des Kopiepapiers nach unten bewegt. Die Kapillare Der elektrische Strom und das Magnetfeld können hat derartige Abmessungen, daß die Tinte ohne eine hingegen unmittelbar in dem Bereich der Kapillare Krafteinwirkung nicht fließen kann. Durch die Wänerzeugt werden, so daß auch die zur Informations- de 10 verlaufen zwei Elektroden 16 und 18, die mit aufzeichnung erforderliche Steuerleistung im Ver- 30 der Tinte im Inneren der Kapillare in Verbindung gleich zu den bisher bekannten Aufzeichnungsver- stehen. Wird über die Elektroden 16 und 18 ein fahren geringer gehalten werden kann. Besonders elektrischer Strom durch die Tinte und die Kapilvorteilhaft wirkt sich aus, daß im Bereich des Auf- lare 12 geleitet, so wird die Tinte durch die Kapillare Zeichnungsträgers keine besondere Vorrichtung vor- bewegt und auf der Oberfläche des Kopieblattes abgesehen sein muß, die zur Erzeugung des Tinten- 35 gelagert.

Strahls erforderlich ist. Bekannte Anordnungen, die Bekanntlich wird auf einen stromdurchflossenen mit der Aufzeichnung durch Bewegung der Tinte in Leiter in einem transversalen Magnetfeld eine Kraft einem elektrischen Feld arbeiten, müssen nämlich ausgeübt. Die Stärke dieser Kraft hängt von der entweder eine Elektrode als Unterlage für den Auf- Stärke des Feldes und der Stromstärke ab. Nach zeichnungsträger oder Elektroden in Form von Ab- 40 diesem Prinzip arbeiten elektrische Motoren und lenkplatten vor dem Aufzeichnungsträger aufweisen. Generatoren. Dasselbe Prinzip wird bei der vor-Solche besonders aufwendigen und umfangreichen liegenden Erfindung bei der Kraftwirkung zur Er-Schreibvorrichtungen sind beispielsweise durch die zeugung von Tröpfchen auf dem Kopiepapier ausdeutsche Patentschrift 509 413 und die deutsche genutzt. Der Leiter besteht im vorliegenden Falle Auslegeschrift 1126 422 bekannt. 45 aus den Elektroden 16 und 18 und der leitfähigen

Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens Tinte in der Kapillare 12. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, nach der Erfindung lassen sich deshalb besonders schließt die leitfähige Tinte den Stromkreis zwischen kompakt aufbauen. Sie können beispielsweise so den Elektroden 16 und 18. Das transversale Magnetausgeführt sein, daß zur Erzeugung des Magnet- feld wird zwischen den Elektromagnetpolen 14 aufbeifeldes zwei an der Kapillare angeordnete Magnete 50 den Seiten der Kapillare 12 gebildet, wenn eine elekvorgesehen sind, die ein zur Kapillare rechtwinklig irische Stromquelle (nicht dargestellt) angeschaltet verlaufendes Magnetfeld erzeugen, und daß zur wird. In F i g. 1 ist eine Signalquelle 20 mit den Steuerung der Tintenströmung zwei in die Kapillare Elektroden 16 und 18 über zwei Leitungen 22 und 24 geführte Elektroden und eine Einrichtung zur elek- verbunden. Die elektrische Signalquelle 20 ist ledigtrischen Ansteuerung der Elektroden vorgesehen 55 Hch schematisch dargestellt, da sie nicht unmittelbar sind. zur Erfindung gehört und ihre Ausbildung in der

Zum besseren Verständnis der Erfindung sowie Technik bekannt ist. Die elektrischen Signale kön-

ihrer weiteren vorteilhaften Merkmale dient die fol- nen durch eine ferne Quelle wie z. B. eine Faksimile-

gende Beschreibung eines in den Figuren dargestellten Abtasteinrichtung oder durch einen Computer oder Ausführungsbeispieles. 60 durch einen Magnetbandspeicher erzeugt werden.

F i g. 1 zeigt die perspektivische Darstellung einer In F i g. 1 ist eine drehbare Trommel 24 darge-

gemäß der Erfindung ausgebildeten Aufzeichnungs- stellt, auf deren Oberfläche ein Blatt Papier oder ein

einrichtung; anderer Aufzeichnungsträger aufgezogen ist. Die

F i g. 2 zeigt den Querschnitt einer in der Ein- Trommel 14 ist drehbar gelagert und wird durch richtung gemäß F i g. 1 verwendeten Tintenkapillare. 65 einen Motor MOT-I synchron mit der Bewegung

Bei der Aufzeichnung von Faksimile-Bildern wer- eines Originalschriftstückes in einer Faksimileden auf einem Blatt Kopiepapier in Abhängigkeit Abtasteinrichtung angetrieben. Der Motor MOT-I von empfangenen elektrischen Signalen Markieren- treibt ferner eine Führungsspindel 26 an, die den

Vorschub eines Lagerblockes 28 in Längsrichtung der Trommel 24 bewirkt. Der Block 28 trägt die Kapillare 12 in geringem Abstand von der Trommel 24. Bei einmaliger Drehung der Trommel wird eine Zeile des Kopiepapiers an der Spitze der Kapillare 12 vorbeibewegt, und da die Führungsspindel den Vorschub erzeugt, wird die Kapillare 12 in gleichen Abständen weiterbewegt, so daß das gesamte Blatt Kopiepapier durch aufeinanderfolgende Umdrehungen der Trommel 24 beeinflußt werden kann. Über der Kapillare 12 ist ein Tintenbehälter 30 befestigt, der einen Vorrat elektrisch leitfähiger Tinte 32 enthält, beispielsweise die durch die Esterbrook Company vertriebene Aufzeichnungstinte oder jede andere mit ähnlicher elektrischer Leitfähigkeit.

Wird über die Leitungen 22 und 24 den Elektroden 16 und 18 ein elektrischer Impuls zugeführt, so wird eine Kraft in Richtung des Leiters, d. h. der Elektrode 16, der Tinte und der Elektrode 18, erzeugt. Das Magnetfeld ist derart gerichtet, daß seine Kraftlinien zwischen den in F i g. 2 dargestellten Magnetpolen von links nach rechts verlaufen. Fließt der Strom von der Elektrode 16 zur Elektrode 18, so wird auf die Tinte eine Kraft ausgeübt, die auf das Aufzeichnungsblatt gerichtet ist. In F i g. 2 verläuft diese Kraft senkrecht auf die Zeichenebene.
Um eine Veränderung der Oberfläche der Elektroden oder eine Materialwanderung zwischen den Elektroden zu vermeiden, können die Richtung des Stromflusses und des Magnetflusses durch die Kapillare umgekehrt werden, ohne daß sich die Richtung der auf die Tinte ausgeübten Kraft ändert. Wird

ίο der durch den Elektromagneten fließende Strom periodisch umgekehrt und der durch die Tinte fließende Strom gleichfalls synchron mit dem Magnetfeld umgekehrt, so hat die auf die Tinte ausgeübte Kraft zu jedem Zeitpunkt dieselbe Richtung. Die Funktion jeder Elektrode in der Kapillare wechselt zwischen derjenigen einer Kathode und einer Anode, wodurch eine Oberflächenänderung des Metalls verhindert wird. Vorteilhaft wird der Strom des Elektromagneten und der Signalstrom am Ende einer jeden Äbtastzeile oder am Ende eines jeden Schriftstückes umgekehrt, wodurch die Kathode bzw. Anode in ihrer Wirkung umgekehrt und eine Oberflächenänderung des Metalls verhindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung eines aus gleichmäßigen Tröpfchen bestehenden Tintenstrahls zur Aufzeichnung von Informationen durch selektive Ablagerung elektrisch leitfähiger Tinte auf einen Aufzeichnungsträger unter Verwendung einer die Tinte führenden Kapillare, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kapillare ein die Tinte durchfließender intermittierender elektrischer Strom und ein auf die Tinte einwirkendes Magnetfeld mit solchen Richtungen erzeugt werden, daß eine intermittierende, die Oberflächenspannung der Tinte an der Kapillarenöffnung überwindende Kraft entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Magnetfeldes und die Richtung des elektrischen Stromes senkrecht zur Strömungsrichtung der Tinte und zueinander senkrecht verlaufen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Magnetfeldes und die Stromrichtung synchron miteinander periodisch umgekehrt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der intermittierende elektrische Strom mit Informationssignalen moduliert wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Magnetfeldes zwei an der Kapillare (12) angeordnete Magnete (14) vorgesehen sind, die ein zur Kapillare (12) rechtwinklig verlaufendes Magnetfeld erzeugen, und daß zur Steuerung der Tintenströmung zwei in die Kapillare (12) geführte Elektroden (16,18) und eine Einrichtung (20) zur elektrischen Ansteuerung der Elektroden (16,18) vorgesehen sind.