DE2338017A1

DE2338017A1 - Tintenrueckfuehrvorrichtung an einem tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE2338017A1
Application number: DE19732338017
Authority: DE
Inventors: Paul Lowy; Stanley Arthur Manning; Karl Friedrich Stroms
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-07-28
Filing date: 1973-07-26
Publication date: 1974-02-14
Also published as: GB1417597A; US3798656A; CA983087A; DE2338017C2; JPS4953734A; IT989318B; JPS5329106B2; SE391597B; FR2195190A5

Description

Böblingen, den 23. Juli 1973 ki-se/fr

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung 2338017

Aktenzeichen der Anmelderin: YO 971 082

Tintenrückführvorrichtung an einem Tintenstrahldrucker

Die Erfindung geht von einer im Oberbegriff des Anspruches 1 erläuterten Art aus.

Tintenstrahldrucker weisen eine oder mehrere Düsen auf, die mit einem Tintenvorratsbehälter über eine Druckpumpe verbunden sind, um unter Druck stehende Tinte zu erhalten für ein Ausstoßen eines feinen kontinuierlichen Tintenstrahles, der aus aufeinanderfolgenden einzelnen Tropfen besteht. Die Größe und Anzahl der Tintentropfen wird verschiedentlich durch Vibrieren der Düsen gesteuert. Die besondere Vibrationsfrequenz ist für die Bestimmung der Größe des Abstandes zwischen den einzelnen Tropfen verantwortlich. Nach dem Passieren einer Ladeelektrode findet die Unterteilung des Strahles in einzelne Tropfen statt. Das Potential an der Ladeelektrode wird im Einklang mit der zu druckenden Information verändert. Da die Tintentropfen die Ladeelektrode passieren, nimmt jeder der Tropfen eine elektrische Ladung auf als Funktion des an der Ladeelektrode herrschenden Potentials, wodurch informationstragende Tintentropfen erzeugt werden. Zwischen der Ladeelektrode und einem bewegten Aufzeichnungsträger, auf den die Tropfen auftreffen, ist ein festes, elektrostatisches Feld vorgesehen, durch welches die Bewegungsbahn der Tintentropfen hindurchführt. In Abhängigkeit von der Ladung der einzelnen Tropfen werden dieselben durch dieses

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elektrostatische Feld auf bestimmte Punkte des Aufzeichnungsträgers abgelenkt. Ein derartiger Drucker 1st durch das IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 11, No. 9, Mai 1969, Seiten 1736, 1737 bekannt.

Da der Tintenstrom ein kontinuierlicher ist, muß für die nicht benutzten Tintentropfen eine Tintenauffangvorrichtung vorgesehen sein. Als nicht benötigte Tinte wird diejenige bezeichnet, die keine einer Information entsprechende Ladung aufweist. Die Tintenstrahldrucker sind in zwei Gruppen unterteilbar, von denen die eine eine Tintenauffangvorrichtung aufweist, die zwischen den ein festes, elektrostatisches Feld erzeugenden Ablenkelektroden und dem Aufzeichnungsträger angeordnet ist und die andere eine Tintenauffangvorrichtung besitzt, die mit den Ablenkelektroden eine Einheit darstellt. Die erstgenannte Art ist beispielsweise durch die US-Patentschrift 3 484 793 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist die Tropfenbahn zu lang, wodurch Probleme aerodynamischer Instabilität der Tintentropfen auftreten.

Zur Verbesserung der Tropfenstabilität ist es bekannt, die Bewegungsbahn derselben zu verkürzen durch Verbindung der Tintenauffangvorrichtung mit den Ablenkelektroden zu einer einzigen baulichen Einheit. Ein derartiger Drucker ist durch die USA-Patentschrift 3 512 173 bekannt und weist ein paar Ablenkelektroden auf, die je einer Düse zugeordnet sind, wobei eine dieser Platten an Erdpotential liegt. Die geerdete Ablenkplatte ist mit einer Auffangplatte verbunden und bildet mit derselben einen Rückführkanal für die nicht benötigte Tinte. Die andere Ablenkplatte ist an eine Hochspannungsquelle angeschlossen, um eine Potentialdifferenz im Bereich von 3000 Volt zwischen diesen beiden Plätten vorzusehen. Um informationstragende Tintentropfen in diesen Rückführkanal nicht zu leiten, erhält jeder Tropfen, gleichgültig, ob er Information trägt oder nicht, eine einheitliche Grundladung. Es treten hierbei Schwierigkeiten auf, da die Ladung der nicht benutzten Tintentropfen die La-

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dung der informationstragenden Tintentropfen beeinflußt. Außerdem ist für jede Düse ein separates Paar von Ablenkelektroden vorzusehen, wenn eine der Ablenkelektroden an Erdpotential liegen muß. Dieses Erfordernis hat seine Ursache in den Herstellungsschwierigkeiten beim Anordnen einer Vielzahl von eng benachbarten Düsen. Außerdem ist das erforderliche hohe Potential nachteilig.

Es ist die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, für einen Tintenstrahldrucker mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Düsen eine TintenrUckführvorrichtung zu schaffen, die trotz einer baulichen Einheit der jeder Düse zugeordneten Ablenkelektroden und Tintenauffangvorrichtung einfacher gestaltet ist als bekannte derartige Tintenrückführvorrichtungen und außerdem eine höhere Funktionssicherheit aufweist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Die von der Informationsquelle 15 erhaltene Information ist auf dem Aufzeichnungsträger 3 durch wahlweise Ablenkung von durch eine Vielzahl von Düsen 6 erzeugte Tintentropfen zu drucken. Aus dem Tintenvorratsbehälter 4 wird die Tinte 2 in üblicher Weise den Düsen 6 zugeführt. Durch die Pumpe 8 erfolgt diese Zuführung unter Druck. Die aus dem Düsen 6 ausgestoßene Tinte wird gegen den Aufzeichnungsträger 3 gerichtet. Infolge der natürlichen Instabilität des Tintenstromes 10, zerfällt derselbe kurz nach dem Verlassen der Düse in kleine Tropfen 12. In der Nähe der Tropfenbildungsstelle ist die Ladeelektrode 14 angeordnet, die mit der Informationsquelle 15 verbunden ist. Letztere liefert der Ladeelektrode ein Potential, welches kennzeichnend für die zu druckende Information ist. In ihrer einfachsten Form kann die Informationsquelle 15 als Sägezahngenerator ausgebildet sein, der wahlweise ein- oder ausschaltbar ist. Da die Tintentropfen 12 die Ladeelektrode 14

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passieren, erhalten sie eine elektrische Ladung als Funktion des Potentials der Ladeelektrode. Der Tintenstrom 10 ist ein kontinuierlicher und wenn keine Information auf den Aufzeichnungsträger 3 zu drucken ist, ist das Potential an der Ladeelektrode 14 Erdpotential und somit werden die Tintentropfen von der Ladeelektrode nicht aufgeladen. Um die nicht aufgeladenen Tintentropfen zu sammeln, ist jede Ablenkplatte 17 mit je einer Tintenauffangkammer ausgerüstet. Jede Düse 6 ist mechanisch auf je eine Tintenauffangkammer 16 ausgerichtet. Je zwei Ablenkplatten 17 sind je einer Düse 6 zugeordnet und erzeugen ein elektrostatisches Feld, das die Bewegungsbahn der Tintentropfen beeinflußt. Eine dieser Platten liegt im Vergleich zur Erde an positivem Potential, während die andere an negativem Potential liegt. Zur Unterstützung des Auffangvorganges sind die Ablenkelektroden in einem leichten Winkel zur Bewegungsbahn der Tropfen angeordnet. Jede der Ablenkelektroden 17, ist in einem Winkel von ungefähr 3° ge<
nicht aufgeladenen Tropfen angeordnet.

ist in einem Winkel von ungefähr 3 gegenüber der Bewegungsbahn der

Die in den Tintenauffangkammern 16 gesammelte Tinte fließt durch Offnungen 18 in Rückführleitungen 20 oder 22 in Abhängigkeit davon, ob die Tinte von einer Ablenkplatte mit positivem oder negativem Potential ausgetreten ist. Die genannten Leitungen können aus Sicherheitsgründen aus einem Isoliermaterial hergestellt sein. Wenn jedoch die ungeladenen Tropfen in die Tintenauffangkammer eintreten, erhalten sie entsprechend dem Potential dieser Ablenkplatte 17 eine Ladung. Die Tinte fließt durch die Rückführleitungen 20 oder 22 in Form eines im wesentlichen kontinuierlichen Stromes, der, wenn er angeschlossen wäre, zwischen der Ablenkplatte und dem Erdpotential aufweisenden Tintenvorratsbehälter einen Weg niedrigen Widerstandes darstellen würde. Wenn ein solcher Weg niedrigen Widerstandes auftritt, kann ein Kurzschließen der Ablenkplatten eintreten.

Um dies zu verhindern, sind Entnebelungskammern 24 vorgesehen, von denen eine jede in je einer der Leitungen 20, 22 angeordnet ist. Jede dieser Kammern, besteht aus Isoliermaterial und ist in

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zwei Teile 26, 27 unterteilt. Im Teil 26 ist Material von hoher Oberflächenspannung, beispielsweise Metallwolle, enthalten. Die zurückströmende Tinte tritt in diesen Teil ein und wird in großen Tropfen 28 aus demselben ausgestoßen, die auf die geerdete, leitende Platte 30 in dem zweiten Teil 27 auftreffen. Die Umkehrung des im wesentlichen kontinuierlichen Tintenstromes in einzelne große Tropfen erzeugt einen extrem hohen Impedanzweg zur Ablenkplatte 17. Tatsächlich nimmt die Impedanz zwischen dem Tintenvorratsbehälter 4 und den Ablenkplatten 17 bis zu einem Wert größer als 100 Megaohm zu. Nach dem Auftreffen auf die geerdete, leitende Platte 30 gelangt die Tinte durch die Leitung 32 in den Tintenvorratsbehälter 4. Um den Rückfluß der Tinte zu unterstützen, ist die Vakuumpumpe 36 vorgesehen, welche den Tintenvorratsbehälter 4 evakuiert. Um zur Verhütung der Stromleitung die Entnebelungskammern zu trocknen, weißt jede derselben eine öffnung 34 auf, durch welche durch eine geeignete, nicht gezeigte Pumpe trockene Luft eingedrückt wird. Dadurch wird die Feuchtigkeit der Kammer wesentlich herabgesetzt.

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Claims

- 6 -PATENTANSPRÜCHE

Tintenrückführvorrichtung für einen Tintenstrahldrucker mit mindestens einer gegen einen Aufzeichnungsträger gerichteten Düse, einer Ladeelektrode für die Aufladung der Tropfen entsprechend der zu druckenden Information und mit ein konstantes, elektrostatisches Feld erzeugenden Ablenkelektroden, bestehend aus einer Tintenauffangvorrichtung pro Druckdüse, wobei diese Tintenauffangvorrichtung mit den zugeordneten Ablenkelektroden eine bauliche Einheit darstellt und aus einem mit diesen Einheiten verbundenen Tintenvorratsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Platte eines jeden Ablenkelektrodenpaares (17) gleichzeitig eine Platte des der benachbarten Düse (6) zugeordneten Ablenkelektrodenpaares bildet, daß die einzelnen Platten (17) abwechselnd an unterschiedliche Polarität angeschlossen sind, daß jede Platte (17) als Tintenauffangkammer (16) ausgebildet ist und jede zweite dieser Tintenauffangkammern an je eine Tintenrückfuhrleitung (20 bzw. 22) angeschlossen ist, daß jede dieser Rückführleitungen über je eine Entnebelungskammer (24), in welcher der Tintenstrom in einzelne Tropfen unterteilt wird, mit dem Tintenvorratsbehälter (4) verbunden ist.
2. Vorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelektrodenplatten (17) in einem Winkel zur Bewegungsebene der Tropfen (12) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnebelungskammer (24) in zwei Teile unterteilt ist, von denen der Eingangsteil (26) mit Metallwolle ausgefüllt und der Ausgangsteil (27) eine unterhalb dieser Glaswolle angeordnete, geerdete Auftreffplatte (30) für die einzelnen Tintentropfen (28) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß YO 971 082 A 0 9 8 0 7 / 0 8 2 A

im Ausgangsteil (27) der Entnebelungskammer (24) ein Einlaß (34) für getrocknete Luft vorhanden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Teil des Tintenvorratsbehälters (4) eine an eine Vakuumpumpe (36) angeschlossene Leitung einmündet.

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