DE2024330C3 - Düse für einen Tintenstrahlschreiber und Verfahren zu Ihrer Herstellung - Google Patents

Description

öffnung umgebenden inneren Bereich (40) bilden- bestehende Windschutzscheiben mit Hnfe eine,
den ersten Material und aus einem den den inneren ₁₀ stoff enthaltenden Überzuges hydrophob, d h
Bereich umgebenden äußeren Bereich (41) bilden- abstoßend, zu machen. Dieser Überzug wird dabei ν on den zweiten Material gebildet ist, wobei das zweite ZeU zu Zeit in Form einer Losung auf die zu schützende Material stärker wasserabstoßend ist als das erste Windschutzscheibe aufgesprüht, wodurch sich keine Material. die freie Sicht behindernden Wassertropfchen aui der

2. Verfahren zur Herstellung einer Düse nach 15 Scheibe bilden können.

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Aufgabe der Ernndung ist es, eine neue Düse zu

äußeren Mantelfläche einer gestreckten Glas- schaffen, bei der die am Austnttsende der Du.e sich Kapillare ein Überzug aus dem zweiten Material bildenden Tinientropfchen wahrend jedes Beineb:,-aufgebracht wird und daß von der überzogenen zustandes eine genau gleiche Form und damit auch Kapillare ein der gewünschten Länge der zuiferti- 20 eine jeweils gleichbleibende Größe bzw. Volumen genden Düse entsprechendes Stück abgeschnitten h:iben. Die Düse soll trotz dieser Eigenschaften einen wird. " möglichst einfachen Aufbau hinsichtlich Material und

Forin haben, so daß sie nach einem als Weiterbildung der Erfindung auszugebenden Verfahren einfach und 25 kostensparend herzustellen ist.

Bei einer Düse der eingangs genannten Art iii diese

Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dali ihre Stirnfläche aus einem den die Düsenöffnung umgebenden inneren Bereich bildenden ersten Material 30 und aus einem den den inneren Bereich umgebenden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Düse für einen äußeren Bereich bildenden zweiten Material gebildet Tintenstrahlschreiber mit einer den Randwinkel ist, wobei das zweite Material stärker wasserabstoßend zwischen der Düse und einem von dieser ausgestoßenen ist als das erste Material.

Tintentröpfchen beeinflussenden Ausbildung sowie Im Gegensatz zu allen bisher bekannten Düsen \on

auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung. 35 Tintenstrahlschreibern weist die neue Düse an ihrer

Eine solche aus der CH-PS 4 25 838 bekannte Düse die Tintentröpfchen ausstoßenden Stirnfläche zwei ist aus Edelstahl gefertigt, wobei ihre Stirnfläche am voneinander unterschiedliche und konzentrisch /udie Tintentröpfchen abgebenden Ende eine stärker auf- einander angeordnete Bereiche auf, die sich hinsichtlich gerauhte Oberfläche aufweist als die zylindrische ihres Materials unterscheiden. Die zur Bildung dieser Außenmantelfläche der rohrförmigen Düse. Durch 40 unterschiedlichen Bereiche benutzten Materialien sind diese Maßnahme soll die Meniskusbildung eines an der dabei so gewählt, daß sie sich hinsichtlich ihrer AbÖffnung der Düse sich ausbildenden Tinrentröpfchens Stoßungsfähigkeit gegenüber Wasser, d. h. also auch io beeinflußt werden, daß eine möglichst konstante gegenüber den Tintentröpfchen, möglichst stark von-Form dieses Meniskus beibehalten und damit auch einander unterscheiden.

das Volumen der jeweils abgegebenen Tintentröpfchen 45 Diese Abstoßungsfähigkeit gegenüber den Tinten-Ctwa konstant gehalten wird. tröpfchen führt zur Ausbildung eines Randwinkeis

Aus der CH-PS 3 63 667 ist ein anderes Verfahren bestimmter Größe eines mit dem betreffenden Material aur Herstellung einer bei einem Tintenstrahlschreiber in Berührung kommenden Tintentröpfchens. Je größer ■u benutzenden Düse bekannt, bei dem ein dünnes, nun die Abstoßungskraft eines Materials gegenüber «us einem Edelmetall bestehendes Röhrchen an seinem 50 den Tintentröpfchen ist, um so größer ist auch der einen Ende »angespitzt« wird, so daß die Wandstärke Randwinkel, der sich bei der Berührung mit einem (dieses Röhrchens an der die Tinte abgebenden End- solchen Tintentröpfchen einstellt. Diese Eigenschaft fläche extrem klein wird. Nach dem bekannten Ver- wird nun bei der neuen Düse dazu ausgenutzt, daß für lehren wird dieses dadurch erreicht, daß in die Edel- den inneren Bereich der Stirnfläche der Düse ein Ma-Ineiallröhre an ihrem dk Tinte abgebenden Ende ein 55 terial gewählt wird, das einen nur relativ kleinen Randzylindrischer Pflock eingeführt wird, der dann zusam- winkel mit einem es berührenden Tintentröpfchen Inen mit dem Ende der Edelstahlröhre in geeigneter bewirkt, während der äußere Bereich aus einem Weise abgeschliffen wird, bis er eine Spitze bildet. Auf Material besteht, das einen möglichst großen Randdiese Spitze wird in geeigneter Weise eine dünne Edel- winkel bei der Berührung mit einem Tintentröpfchen metallschicht aufgebracht, die mit der Endfläche der ^6o bewirkt, also eine relativ große Abstoßungsfähigkeit Edelmetallröhre fest verbunden von den benach- gegenüber den Tintentröpfchen aufweist. Diese Ausbarten Flächen des Pflockes jedoch ablösbar ist. Wird bildung der Stirnfläche der Düse bewirkt daher, daß der Pflock anschließend aus der Edelmetallröhre sich der Meniskus eines Tintentröpfchens relativ flach wieder herausgezogen, bleibt allein die durch den über den gesamten inneren Bereich der Stirnfläche erdünnen Edelmetallüberzug gebildete Spitze zurück. ⁶5 streckt, von dem äußeren Bereich der Stirnfläche jedoch Auch dieses bekannte Verfahren dient also lediglich so stark abgestoßen wird, daß er gegenüber diesem dazu, eine Düse bzw. Düsenspitze für einen Tinten- Bereich bestrebt ist, einen möglichst großen Randstrahlschreiber zu schaffen, deren die Tintentröpfchen winkel zu bilden, d. h. ein sich jeweils an der Stirnfläche

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ausbildendes Tintentröpfchen praktisch nicht oder nur zugeführt werden, sind vor der Beschleunigungs-' ,gsentlich sich über den äußeren Bereich der Stirn- elektrode 26 angebracht

täche erstrecken kann. Durch diese Eingrenzung der F i g. 3 zeigt schematisch das Prinzip des Aufbaus

Tintentröpfchen auf den inneren Bereich der Stirn- des elektrostatischen Feldes zwischen derTintendüse 20 jtörhe wird eine bisher nicht gekannte Gleichmäßigkeit 5 und der Beschleunigungselektrode 26 und zwischen fo der Ausbildung der Tintentröpichen unter allen der Düse 20 und einer Platte 33. In die Düse 20 aus Betriebsbedingungen erzielt, die eine annähernd absolut Glas ist eine positive Elektrode eingeführt. Die der konstante Größe der Tintentröpfchen innerhalb des Düse 20 zugeführte elektrisch leitfähige Tinte wird von der Düse ausgestoßenen Tintenstrahlstromes also mit positivem Potential versehen. Sowohl die sicherstellt. Diese hinsichtlich ihrer Betriehseigenschaf- io Beschleunigungselektrode 26 als auch die Platte 33 ten bereits bessere Düse kann gegenüber allen bekann- ist geerdet. Eine Spannungsquelle 30 weist eine hohe ten versleichbaren Düsen auch noch sehr viel einfacher Spannung in der Größenordnung \on beispielsweise «efertiät werden, wobei als Materialien der neuen 2700 V auf. Wie es bei herkömmlichen Kathoden-Düse liinsichtlich Wartung und Herstellung ange- strahlröhren der Fall ist, sind die Vertikal- und Horinehmere Materialien benutzt werden können. i_S zontal-Ablenkelektroden 31 und 32 vorder Beschleuni-

So kann die neue Düse durch einfaches Überziehen gungselektrode 26 angeordnet. Die ausgestoßenen eines dünnen Glasröhrchens mit einem stark wasser- Timentröpfchen werden durch die Beschleunigungsabstoßenden Material hergestellt werden, wobei die elektrode 26 beschleunigt und dann durch die Vertikal- [ j;_ese Weise überzogene Glaskapillare Vorzugs- und Hoiizontal-Ablenkelektroden 31 und 32 in Abreise eine größere Länge aufweist als die fertiggestellte 2o häufigkeit von dem ihnen zuaeführten Steuersignal büse, so daß durch einfaches Zuschneiden der über- abgelenkt und auf einen gewünschten Ort auf dem »o°enen Glaskapillare auf die endgültige Länge der Aufnahmemedium 34 aui der Platte 33 geworfen. Düse sich eine sehr gleichmäßig ausgebildete Quer- Auf diese Weise können die aus einem Punkteraster schnittsfiäche _m;_{t e}j_nem inneren und einem äußeren bestehenden Schriftzeichen auf dem Aufnahmeme-Bereich für die die Tinte abgebende Stirnfläche der 25 dium 34 durch die in der beschriebenen Weise ausge-Düse ersibt. sMüenen Tintentröpfchen dargestellt werden.

An Hand der in der Zeichnung dargestellteil Aus- F i g. 4 ist eine perspekmische Ansicht zur Er-

lührunßsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. klärung des Verfahrens zur Herstellung der Glasdüse. Es zeict ^Dic Glaskapillarc 40 ist im Sinne der besseren Ver-

Pi g. 1 eine schematische Darstellung des schreiben- 30 stündlichkeit nicht maßstabsgelreu dargestellt. In der den Teils eines Tintenstrahlschreiber:,, der die neue Praxis wird der innere Durchmesser in der Größen-Düse aufweist, Ordnung von SO ;un und der äußere Durchmesser in F i g. 2 eine perspektivische Darstellung in ausein- der Größenordnung von 150 um Hegen, im Zusammenandergezocener Form eines Hauptteils des Schreib- hang mit der vorliegenden Erfind jng können die nach- ^₀Pf₆S₁ *" 35 stehend aufgeführten Glassorten Verwendung finden.

Fig. 3 eine schematischc Darstellung des elektrischen Teils der Anordnung zum Erzeugen der be- ' ^üüa" ^{J av}

nötieten elektrischen Felder zwischen den zugehörigen SiO₂ ⁷-Λ

Teilen des Tintenstrahlschreiber, NaX) *-5/o

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung 4» CaO "/<;

der Verfahrensschritte für die Herstellung der neuen MgC 3%

Düse, ^Λ1Α< ¹^

F i g. 5 eine Vorderansicht, teilweise geschnitten, Tk-1 Cl--

der Düse und ' "'

F i g. 6 eine Vorderansicht, teilweise geschnitten, 45 SiO₂

der Düse nach F i g. 5, die mit einem Schutzrohr oder B₂O₃ ^

einem Futteral umgeben ist. Na₂O */»

Wie F i g. 1 zeigt, wird ein Schreibkopf IO eines ALO₃ -/»

Tintcnstrahlschreibers zum Hin- und Herbewegen von Oinrz-Glas-

einem Draht 13 gehalten, der um zwei von einem 5° ^v ' '' _χ

Motor 14 angetriebene Rollen 11 und 12 gescnlungen SiO₂ ^ιυυ /«

ist. Wenn der Schreibkopf 10 in eine Richtung ver- _Jcn,_lcr_Gias· rückt wird, wird ein Tintenstrahl ausgestoßen und auf ' '

ein nicht näher dargestelltes Aufnahmemedium in SiO₂ 119°/

Abhängigkeit von einem Steuersignal geworfen, v/o- 55 B₂O₃ V83°/

durch die Schriftzeichen, wie noch näher beschrieben Na₂O 2007

werden soll, dargestellt werden. ALO_;1 n'l6°/

F i g. 2 zeigt die wichtigsten baulichen Einzelteile Te₂O₃ ■> ζ°

des Schreibkopfes 10. Der Schreibkopf 10 ist mit K₂O ^ /°

wenigstens einer Düse 20 versehen, welche in einem 60 _rl5ci>_rn können

Rohr 21 angeordnet ist, welches seinerseits mit einem Zusätzlich zu den genannten harten Glasern können

Düsenhalter 22 fest verbunden ist. Der Halter 22 ist Kristallgläser, die die Bestandteile wie ZrO₁ und P₂O₅ Seinem Schreibkopf fen durch die Bolzcn23und24 enthalten Verwendung finden. Insbesondere smd Borverbunden. Eine Beschleunigungselektrode 26, die silikat-Olaser vorteilhaft. Α»Γ *r aus einen Beschleunigungsring 26 A und eine Beschleuß- 6₅ der beschriebenen Sorte !?fg«^tellJJⁿ gungs_Platte26ß enthält, ist vor dem Düsenhalter 22 ist ein wasserabstoßender Überzug« be' aneeordnet Horizontal- und Vertikal-Ablenkelek- aus Silikone, angebracht. Quellen fur den g

Soden (nicht darges"dl_t), _welchen die Steuersignale sind Siiikon-Öl, S.likon-Fimis, S.hkon-Gumm,, S,h-

kon-Harz usw., deren chemische Struktur nachstehend aufgeführt ist:

Silikon-Öl:

(CH₃)₃Si-O-

CH,

Si-O-

-Si(CH₃I₃

Silikon-Firnis:

CH₃

OH
CH₃ — Si — CH₃

CH₃ O CH₃

i I

...O — Si — O — Si — O...O— Si — O...

CH₃

Silikon-Gummi:

CH₃

CH₃

CH₃

CH₃

... O — Si — O — Si — O — Si ...

I I !

CH₃ CH₃ CH₃

Silikon-Harz:

RRR

I I i

Si O Si O Si

\ R R

O
R \ R

I \ i

Si O Si O Si

! I

R R

Si O Si O

] i

R R

i Si

In diesem Fall hängen die Eigenschaften der Harze vom Typ des R und eines R/Si-Verhältnisses ab. R bezeichnet CH₃ — , C₂H₅ —, C_nH₅ —. Silikon-Harze neigen dazu, bei etwa 180⁰C auszuhärten. Wenn der Überzug 41 auf der Glaskapillare 40 getrocknet ist, wird ein Stück einer vorgegebenen Länge, das eine Düse bilden soll, abgeschnitten. Dieses Verfahren ist deshalb vorteilhaft, weil sich an den beiden Enden der Düse kein Silikon absetzen kann. ίο Außerdem wird ein vollständiger Überzug über der Außenfläche der Düse erreicht.

F i g. 5 zeigt die in den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Düse 20. Wie oben ausgeführt, umfaßt die Düse 20 die aus hartem Glas hergestellte Kapillare 40 und den auf der Außenfläche der Kapillare 40 angebrachten Überzug 41. Wie aus F i g. 5 deutlich ersichtlich ist, tragen die Innenfläche und die Endflächen der Kapillare 40 keinen Überzug, so daß die Tintentropfen an diesen freien Teilen haften können. Wegen des wasserabstoßenden Überzugs 41 wirkt auf Grund der unterschiedlichen Randwinkel zwischen der Tinte und der Kapillare 40 bzw. dem Überzug 41 eine Kraft auf die Tinte, so daß sogar in dem Fall, daß das Vorderende der Außenfläche der Kapillare aus irgendeinem Grund mit Tinte benetzt wurde, diese unmittelbar auf die Öffnung der Düse zurückgedrängt wird. Ein wie in F i g. 5 gezeigt geformter Miniskus 50 wird in seiner Ausbildung so lange unverändert bleiben, wie die Versorgung mit Tinte konstant gehalten wird. Der Miniskus 50 wird zu einem auszustoßenden Tröpfchen, welches auf einen gewünschten Punkt auf dem Aufnahmemedium geworfen wird.

F i g. 6 zeigt die Anordnung der Düse 20 in einem Schutzrohr oder Futteral. Wie oben bereits ausgeführt, ist die Düse aus Glas gefertigt. Ihr Durchmesser ist außerordentlich klein, so daß eine genügende mechanische Festigkeit nicht gesichert ist. Zu diesem Zweck ist die Düse fest mit dem Schutzrohr oder Futteral 60 verbunden. Zwischen die Kapillare 40 und das Schutzrohr oder Futteral 60 kann ein elastisches Mittel eingeführt sein. Das Schutzrohr oder Futteral kann aus Metall oder irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen. Das Schutzrohr oder Futteral kann die Düse auch teilweise umgeben. Im allgemeinen gilt das Kriterium, daß das Ende des Schutzrohrs oder Futterals so weit von der Öffnung der Kapillare oder Düse entfernt sein muß, daß sich der Miniskus 50 mit einer gewünschten Ausbildung stets am Ende der Düse bilden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

abgebendes Ende eine extrem dünne Wandstärke aus- Patentansnrüche· weist. Diese extrem dünnen Wandstärken werden raieniamprutne. ^^ benötjgt| damit die sich am Düsenaustrittsende

1. Düse für einen Tintenstrahlschreiber mit einer bildenden, meniskusförmigen Tintentröpfchen immer den Randwinkel zwischen der Düse und einem von 5 eine etwa gieicne rom ui.ü u„„u uu.„ immer euva dieser ausgestoßenen Tintentröpfchen beeinflussen ■ das gleiche Volumen aufwehen