DE2250378C3 - Schreibkopf für eine Tintensprltz-Schreibvorrichtung - Google Patents

Description

Seiten der aus den Flüssigkeitsfäden erzeugten Tropft.nvorhängen angebracht ist, die jeweils zwischen sich und dem leitenden Streifen ein elektrisches Feld erzeugen, durch das die Tropfen entsprechend ihrer Ladung selektiv von dem leitenden Streifen weg nach außen abgelenkt werden, und daß jeweils eine Vorrichtung zum Auffangen der nach außen abgelenkten Tropfen auf beiden Seiten der zwei Tropfenvorhänge vorgesehen ist.

Dieser Schreibkopf enthält also neben einer ersten Reihe von öffnungen noch eine weitere Reihe von Ölfnungen, die so angeordnet ist, daß die Öffnungen der beiden Reihen gegeneinander versetzt sind. Durch geeignete Wahl der Betriebsparameter der mit dem erfindungsgemäßen Schreibkopf ausgestatteten Schreibvorrichtung, insbesondere der Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers, kann bereits mit den zwei R .-iheri von Öffnungen eine vollständige Bedeckung de^r. Aufzeichnungsträgers mit der Flüssigkeit erzielt werden. Da die Öffnungsreihen in einem einzigen Bauteil gebildet sind, ist die gegenseitige Versetzung der öffnungen nach der Hersiellung festgelegt, und Schwierigkeiten, wie sie bei der Ausrichtung mehrerer hintereinander angeordneter Schreibköpfe mit jeweils einer Öffnungsreihe aufgetreten sind, bestehen nicht mehr. Auch die elektrische Steuerung der selektiven Aufladung der Flüssigkeitströpfchen läßt sich stark vereinfachen, da beim erfindungsgemäßen Schreibkopf die Öffnungsreihen sehr dicht beieinander liegen.

Der erfindungsgcmäße Schreibkopf ermöglicht also den kostengünstigen Aufbau von Schreibvorrichtungen. die eine vollständige Bedeckung des Aufzeichnungsträgers mit der vom Schreibkopf abgegebenen Tintenflüssigkeit ermöglichen.

Zur Vereinfachung des mechanischen Aufbaus ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Ablenkfeldes auf jeder Seite des leitenden Streifens von einer Fläche der Vorrichtung zum Auffangen der abgelenkten Tropfen gebildet ist. _4C

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Schreibkopfes,

Fig. IA eine perspektivische Ansicht des teilweise aufgeschnittenen Flüssigkeitszufuhrverteilers von Fig. 1.

F i g. 2 eine Schnittansicht des Schreibkopfes von Fig.l.

Fig.3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der elektrischen Schaltung und

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform der elektrischen Schaltung.

In F i g. 1 ist ein Schreibkopf 10 dargestellt, dessen Einzelteile auf einer Tragschiene 12 aufgebaut sind. Die Montage erfolgt durch Befestigung der Einzelteile mittels Schrauben an einer Klemmschiene 14, welche ihrerseits mittels Klemmstangen 16 mit der Tragschiene 12 verbunden ist.

Der Schreibkopf weist eine Lochplatte 18 auf, welche an einem Flüssigkeitszufuhrverteiler 20 angelötet, angeschweißt oder sonstwie angebracht ist; dazwischen sind zwei keilförmige akustische Dämpfer angeordnet. Die Lochplatte 18 ist vorteilhafterweise aus einem verhältnismäßig steifen Material, wie rostfreiem Stahl, oder mit Nickel überzogenem Berylliumkupfer gebildet, jedoch ist sie verhältnismäßig dünn, damit sie die erforderliche Biegsamkeit für direkte Berührungsanregung aufweist. Vorteilhafterweise werden die Dämpfer 22 an Ort und Stelle gegossen, indem Polyurethangummi oder ein anderes passendes Dämpfungsmaterial durch Öffnungen 24 eingegossen wird, während der Flüssigkeiiszufuhrverteiler 20 (mit daran befestigter Lochplatte 18) in einem passenden Winkel zur Vertikalen geneigt wird. Dies ist ein Vorgang in zwei Schritten, da die Dämpfer 22 ein Neigen in entgegengesetzten Richtungen erfordern (siehe Fig. IA).

Die Lochplatte 18 enthält zwei Reihen von Öffnungen 26; sie wird vorzugsweise durch einen Anreger 28 angeregt, welcher in die Klemmschiene 14 so eingeschraubt ist, daß eine Anregungssonde 30 durch den Flüssigkeitszufuhrverteiler 20 in unmittelbare Berührung mit der Lochplatte 18 gebracht wird. Die Lochplatte 18, der Flüssigkeitszufuhrverieiler 20, die Klemmschiene 14, bilden zusammen mit einer Filterplatte 32 und O-Ringen 34, 36 und 38 (siehe auch F i g. 2) ein Paket, welches vormontiert und abgeschlossen gehallen werden kann, damit verhindert wird, daß Schmu¹/ oder Fremdstoffe die Öffnungen 26 erreicht und verstopft. Zur Entlüftung des Pakets kann die Leitung 40 vorgesehen sein. Betriebsanschlüsse für den Schreibkopf umfassen ein Tinten-Zuführrohr 42. l.uflaustrittsuncl -einlaßrohrt 44 und 46 und ein Rohr 48 für den Anschluß an einen (nicht dargestellten) Drin, kwandler.

Andere Hauptelemente des Schreibkoptcs sind eine AufladepKitte 50, ein elektrisch leitender Streifen 52 zwei zum Auffangen abgelenkte'· Tropfen bestimmte Auffangvorrichtungen 54. Diese Auffangvorrichtungen 54 sind durch Halter 56 abgestützt, welche unmittelbar am Flüssigkeitszufuhrverteiler 20 befestigt sind. Distanzstücke 58 und 60 erstrecken sich durch Ausschnitte 62 bzw. 64 in der Aufladepialte 50, um die Halter 56 ohne Beanspruchung der Aufladeplattc 50 abzustützen. Der Streifen 52 ist auch durch die Halter 56 abgestützt, und er wird /wischen diesen mittels eines Spannblockes 66 gestreckt. Der Streifen 52 verläuft /wischen den Auffangvorrichtungen 54. wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist.

Die Auffangvorrichtungen 54 sind relativ zum Streifen 52 seitlich einstellbar. Diese Einstellbarkeit wird dadurch erzielt, daß der Schreibkopf mit den Auffangvorrichtungen 54 so eingebaut wird, daß diese in Schlitzen 68 der Halter 56 verbleiben, und mit zwei elastischen Bändern 70 gegeneinander einwärts gedruckt werden. Einstellblöcke 72 werden nach oben durch Ausschnitte 74 und 76 eingesetzt, so daß sie gegen Flächen 78 der Auffangvorrichtungen anliegen, und es sind Einstellschrauben 80 vorgesehen, mit deren Hilfe die Einstellblöcke 72 und die Auffangvorrichtungen 54 gegen die elastischen Bänder 70 bewegt werden können. Die Halter 56 sind aus Isoliermaterial in Form einer beliebigen verfügbaren verstärkten Kunststoffplatte hergestellt.

Der ganz zusammengebt ute Schreibkopf 10 ist im Querschnitt in F i g. 2 gezeigt. Wie daraus ersichtlich ist, fließt die Tinte 82 abwärts durch öffnungen 26 nach unten, welche zwei Reihen von Strahlen bilden, die dann zur Bildung von Tropfen 84 unterbrochen werden. Die Tropfen 34 fallen dann durch zwei Reihen von Aufladeringen 86 in der Aufladeplatte 50 und dann in eine der Auffangvorrichtungen 54 oder auf die sich bewegende Papierbahn 88. Die Steuerung der Tropfen zwischen »Fang«- und »Ablage«-Bahnen erfolgt durch elektrostatische Aufladung und Ablenkung, wie nachstehend beschrieben ist. Koordiniertes Drucken wird durch Staffeln der zwei Reihen von Strahlen erreicht. Dabei

werden die Tropfen in der vorderen Strahlenreihe (d. h. der Reihe, die in der Richtung der Bahnbewegung vorne liegt) in einem zeitlichen Bezugsfeld gesteuert, das von demjenigen der hinteren Reihe um eine Zeit dl V verzögert ist, wobei d der Reihenabstand und V die Papierbahngeschwindigkeit ist. Dies erzeugt eine solche Kohärenz, daß die zwei Reihen von Strahlen als eine einzige Reihe mit einem effektiven Strahlenabstand gleich der Hälfte des tatsächlichen Abstandes in einer der tatsächlichen Reihen wirken.

Die Bildung von Tropfen 84 wird durch eine Anregungsschwingung mit konstanter Frequenz und kontrollierter Amplitude an jedem der Flüssigkcilsstrahlcn genau gesteuert. Die Schwingungen für diesen Zweck können durch Betätigung des Anregers 28 erhalten werden, der die Sonde 30 mit konstanter Amplitude und Frequenz gegen die Platte 18 zum bewirkt eine kontinuierliche

Vibrieren bringt. Dies bewirkt eine

Folge von Biegcwellcn, die längs der Lochplatte 18

wandern; jede Welle erzeugt eine Tropfcnanrcgungs- 20 sen, so daß zwei gleich starke,

schwingung jedes Mal. wenn sie eine der Öffnungen 26 gerichtete elektrische Ablenkfcldcr

Drähte können mit jeweils einem der Laderinge 86 verbunden werden. Alternativ können die Spannungsimpulse im Multiplexbetrieb angelegt werden, um die Anzahl von Drähten und Stecker zu verringern. Für eine solche alternative Ausführungsform können Festkörpcr-Demultiplexierschaltungen verwendet werden, um die Signale zu demultiplexieren und die Impulse auf die richtigen Laderinge zu leiten. Solche Festkörperschaltungen können nach bekannten Verfahren als ein bleibender Teil der Aufladeplatte 50 hergestellt werden. Die Ablenkung derjenigen Tropfen, welche aufgefangen werden sollen, erfolgt durch Erzeugen von passenden elektrischen Feldern zwischen dem Streifen 52 und jeder Auffangvorrichtung !54. Die bevorzugte

Anordnung für diese Funktion ist in Fig. 3 gezeigt, in welcher die Auffangvorrichtungen 54 und eine Seite einer elektrischen Spannungsquelle gemeinsam an Masse angeschlossen sind. Die andere Seite der Spannungsquelle 51 ist an den Streifen 52 angesehlosentgegengesetzt erzeugt werden.

passiert. Die Dämpfer 22 verhindern eine Reflexion und Wie es in Fig. 3 dargestellt ist. wo die Masse an die

Zurückwandern dieser Wellen. Demgemäß weist jeder positive Seite der Spannungsqucllc 51 angeschlossen ist.

Strahl einen ungebrochenen Flüssigkcitsfadcn und eine müssen die Tropfen 84 negativ aufgeladen werden.

Reihe von gleich großen und regelmäßige Abstände 25 damit sie aufgefangen weiden. Es ist jedoch auch bei

aufweisenden Tropren auf. positiver Aufladung der Tropfen 84 möglich, eine

Wenn jeder Tropfen 84 gebildet ist. wird er dem

AufladceinflulJ eines der Aufladcringc 86 ausgesetzt.

Wenn der Tropfen abgelenkt und aufgefangen werden

soll, λ ird eine elektrische Ladung auf den zugehörigen Aulladering 86 im Augenblick der Tropfenbildung

angelegt. Dies bewirkt, daß in der Spitze des

Flüssigkeilsfadens eine elektrische Ladung induziert

wird, die von dem Tropfen mitgenommen wird. Wenn der Tropfen das /wischen dem Streifen 52 und der

Seitenfläche der benachbarten Aufrangvorrichtung aufgebaute Ablenkfeld durchläuft, wird er abgelenkt, so

daß er auf die Seitenfläche der Auffangvorrichtung 54 auftrifft und auf dieser abwärts lauFt: er wird dann

eingesaugt und abgeleitet. Das Tropfeneinsaugen kann 40 elektrische Felder, wi ,.■ bewirken, daß die Tropfen

durch Ausübung eines geeigneten Unterdrucks auf die 84;; gegen die Auffang\u. richtung 54«·ί und die Tropfen

Enden 90 der Aurfangvorrichtungen 54 veranlaßt werden. Für Tropfen, die sich auf der Papierbahn 88

ablagern sollen, wird keine elektrische Ladung auf die zugeordneten Aufladeringe übertragen.

Passende Ladungen zur Erreichung der vorstehend

erwähnten Tropfenaufladung werden durch Anlegung

einer elektrischen Potentialdiffercnz zwischen die Lochplatte 18 (oder irgend ein anderes leitendes

Gebilde, das in elektrischem Kontakt mit dem 50 eine Flüssigkeitszufuhrverteiler steht) und dem jeweiligen

Aufladering 86 erzeugt. Diese Potentialdifferenzen

werden durch Verbinden der Lochplatte 18 mit Masse und Anlegen von zeitlich passend abgestimmten

Spannungsimpulsen an die Drähte 92 in den Steckern 94 55 Reihe ist 0,1 mm und dies wird eine vollständig«

(von denen nur einer dargestellt ist) erzeugt. Die Bedeckung erzeugen, wenn jeder Tropfen einen Punk - ■ · ■-...---· in der Größenordnung von etwa 0,13 mm bildet

Geeignete Tropfen für solche Auftragspunkte könnet mit öffnungen von etwa 0,04 mm Durchmesser, einen Flüssigkeitsdruck von etwa 0,77 kg/cm² und eine Anregungsfrequenz von etwa 60 kHz erzeugt werder Um auch eine vollständige Bedeckung in der Richtunj der Papierbahnbewegung zu erhalten, sollte dii Papierbahngeschwindigkeit auf etwa 360 m/sec einge

Auswärtsablenkung der Tropfen 84 zu erhalten, indem die Klemmen an der Spannungsqucllc 51 vertauscht werden.

Eine andere elektrische Schaltungsanordnung zur Erzielung einer Aüswärtsablenkung der zwei fallenden Tropfenvorhängc ist in Fig. 4 gezeigt. Wie daraus hervorgeht, werden die Tropfen 84;/ positiv aufgeladen, während die Tropfen 846 negativ aufgeladen werden. Demgemäß sind zwei Spannungsquellen 51;/ und 516 wie dargestellt angeschlossen, um die Auffangvorrichtung 54;/ relativ zur Auffangvorrichtung 546 negativ zu machen, wobei der Streifen 52 auf einem Mittelpotential liegt. Dies erzeugt zv "lcich starke g!?ieh gerichtete

846 gegen die Auffangvorrichtungen 546 abgelenkt werden. Bei dieser Anordnung müssen die Auffangvorrichtungen 54;/ und 546 elektrisch gegen Masse und gegeneinander isoliert sein, der Streifen 52 kann, wie gezeigt, jedoch an Masse liegen.

Der vorstehend beschriebene Schreibkopf kann in Kombination mit einem weiteren solchen Kopl verwendet werden. Eine solche Kombination erzeugl vollständige Bedeckung, wobei die Strahlen in jeder Reihe einen Mittenabstand von 0,4 mm aufweisen was dem Stand der Technik für übliche Lochplatten· und Aufladeplattenherstellung entspricht. Der tatsächli ehe Strahlenabstand für die gleichwertige einzelne

in

nur einer

Stecker 94 sind am Rand der Aufladeplatte 50 Steckdosen 96 eingesteckt; sie liefern die erwähnten Spannungsimpulse über Leiterbahnen 98 von gedruckten Schaltungen an die Laderinge 86.

Die Aufladeplatte 50 ist aus Isoliermaterial hergestellt und die Laderinge 86 sind jeweils ein Oberzug aus leitendem Material, der die Innenflächen der öffnungen in der Aufladeplatte bedeckt Spannungsimpulse für den vorstehenden Zweck können durch bekannte Schaltun- 65 stellt sein, gen erzeugt werden, und die die Impulse aufnehmenden

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Pa'^ntansprüche:

1. Schreibkopf für eine Tintenspritz-Schreibvorriclitung mit einer Lochplatte mit wenigstens einer Reihe von öffnungen, einer Vorrichtung zum Zuführen der Tintenflüssigkeit zu den öffnungen und zur Erzeugung von Flüssigkeitsfäden an den Öffnungsausgängen, einer im Abstand von der Öffnungen aufweist, die mit den öffnungen in der Lochplatte in einer Linie liegen und von den Flüssigkeitsfäden durchströmt sind, Steuervorrichtungen für jede Öffnung der Aufladeplatte zum individuellen Steuern der elektrischen Aufladung der Flüssigkeitsfäden, einer Vorrichtung, die die Rüssigkeiisfäden derart anregt, daß sie in einzelne Tropfen aufspalten und einen Tropfenvorhang bilden, der aus gleich großen und in regelmäßigen Abständen aufeinanderfolgenden

Lochplatte angebrachten Aufladeplatte, die wenig- to Tropfen besteht, wobei die Ladung jedes ι ropfens vom

stens eine Reihe von elektrisch voneinander isolierten Öffnungen aufweist, die mit den öffnungen in der Lochplatte in einer Linie liegen und von den Flüssigkeitsfäden durchströmt sind, Steuervorrichtungen für jede öffnung der Aufladeplatte zum individuellen Steuern der elektrischen Aufladung der Flüssigkeitsfäden, einer Vorrichtung, die die Flüssigkeitsfäden derart anregt, daß sie in einzelne Tropfen aufspalten und einen Tropfen vorhang bilden, der aus glpich großen und in regelmäßigen Abständen aufeinanderfolgenden Tropfen besteht, wobei die Ladung jedes Tropfens vom Ladezustand des zugehörigen Flüssigkeitsfadens im Augenblick der Aufspaltung des Tropfens bestimmt ist. und einer Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Ablenkfeldes zum Ablenken von durch ihre Aufladung bestimmte Tintentröpfchen in Richtung zu mindestens einer parallel zum Tropfenvorhang angeordneten Auffangvorrichtung, dadurch g e Ladezustand des zugehörigen Flüssigkeitsfadens im Augenblick der Aufspaltung des Tropfens bestimmt ist, und einer Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Ablenkfeldes zum Ablenken von durch ihre Aufladung bestimmte Tintentröpfchen in Richtung zu mindestens einer parallel zum Tropfenvorhang angeordneten Auffangvorrichtung.

Bei einem aus der DT-OS 20 53 644 bekannten Schreibkopf können die in einer Reihe angeordneten

öffnungen nicht so dicht nebeneinander angebracht werden, daß eine vollständige Bedeckung des Aufzeichnungsträgers mit der von den öffnungen abgegebenen Tintenflüssigkeit erzielt werden kann. Es können bestenfalls dicht nebeneinanderlitgende Streifen geschrieben werden, /wischen denen der Aufzeichnungsträger immer noch sichtbar bleibt. Gemäß der US-PS 35 60 641 ist versucht worden, eine vollständige

zweite Reihe von Öffnungen (26) angebracht ist, deren öffnungen bezüglich der öffnungen der ersten Reihe gestaffelt angeordnet sind, daß auch die Bedeckung des Aufzeichnungsträgeis mit der Tintenflüssigkeit dadurch zu erreichen, daß mehrere Schreib-

kennzeichnet, daß parallel zu der ersten Reihe 30 köpfe der bekannten Art hintereinander so angeordnet von Öffnungen (26) in der Lochplatte (18) eine werden, daß die öffnungen dieser einzelnen .Schreibköpfe seitlich gegeneinander versetzt werden; die Versetzung ist dabei so gewählt, daß die Flüssigkeitströpfchen aus dem zweiten und den weiteren Schreib-

Aufladeplatte (50) eine zweite Reihe von Öffnungen 35 köpfen gerade in die Zwischenräume fallen, die von den aufweist, die mit den Öffnungen der zweiten Reihe Flüssigkeitströpfchen aus dem ersten Schreibkopf nicht von öffnungen (26) in der Lochplatte (18) in einer bedeckt werden können. Die erforderliche Präzision bei Linie liegen, daß zwischen den Reinen von der Staffelung der öffnungen der einzelnen Schreibköpöffnungen auf der Abströnueite der Aufladeplatte fe ist jedoch sehr aufwendig, und auch an die elektrische (50) ein elektrisch leitender Streifen (52) angeordnet 40 Steuerung der Aufladungsanordnungen für die Flüssigist, daß jeweils eine Vorrichtung zum Erzeugen eines keitströpfchen ist auf Grund der relativ großen

Abständen zwischen den einzelnen Schreibköpfen und den daher erforderlichen großen Verzögerungszeiten zwischen den Steuersignalen nur mit relativ großem elektrischen Schaltungsaufwand zu erzielen. Außerdem sind die Herstellungskosten bereits für einen einzelnen

elektrischen Ablenkfeldes zu beiden Seiten der aus den Flüssigkeilsfäden erzeugten Tropfenvorhängen angebracht ist, die jeweils zwischen sich und dem leitenden Streifen (52) ein elektrisches Feld erzeugen, durch dais die Tropfen entsprechend ihrer Ladung selektiv von dem leitenden Streifen (52) weg nach außen abgelenkt werden, und daß jeweils eine Vorrichtung (54) zum Auffangen der nach außen Schreibkopf relativ hoch, so daß der Preis der gesamten Schreibvorrichtung bei Verwendung mehrerer gestaffelter Schreibköpfe hintereinander stark von den

abgelenkten Tropfen (84) auf beiden Seiten der zwei 50 Herstellungskosten eines Schreibkopfes beeinflußt wird.

Tropfenvorhänge vorgesehen ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Schreibkopf der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß er bei einfachem Aufbau und ohne

2. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Ablenkfeldes auf jeder Seite des

leitenden Streifens (52) von einer Fläche der 55 dige Bedeckung des Aufzeichnungsträgers
Vorrichtung (54) zum Auffangen der abgelenkten Tintenflüssigkeit ermöglicht.
Tropfen gebildet ist.

aufwendige elektrische Steuerschaltungen eine vollstän-

mit der

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schreibkopf für eine Tintenspritz-Schreibvorrichtung mit einer Lochplatte mit wenigstens einer Reihe von öffnungen, einer Vorrichtung zum Zuführen der Tintenflüssigkeit zu den Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß parallel zu der ersten Reihe von öffnungen in der Lochplatte eine zweite Reihe von öffnungen angebracht ist, deren öffnungen bezüglich der öffnungen der ersten Reihe gestaffelt angeordnet sind, daß auch die Aufladeplatte eine zweite Reihe von öffnungen aufweist, die mit den öffnungen der zweiten Reihe von öffnungen in der Lochplatte in einer Linie liegen, daß

öffnungen und zur Erzeugung von Flüssigkeitsfäden an 65 zwischen den Reihen von öffnungen auf der Abström-

den Öffnungsausgiingen, einer im Abstand von der Lochplatte angebrachten Aufladeplatte, die wenigstens eine Reihe von elektrisch voneinander isolierten seite der Aufladeplatte ein elektrisch leitender Streifen angeordnet ist, daß jeweils eine Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Ablenkfeldes zu beiden