DE2428306A1 - Druckvorrichtung - Google Patents

Description

"Druckvorrichtung"

Priorität: 15.. Juni 1973, GROSSBBITAMIEN Nr. 28167/73

Zusatz zur Patentanmeldung P 21 42 639.1 und P 23 33 629.0

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Druck von Zeichen bzw. Mustern, insbesondere zum Bedrucken einer Fläche während ihrer Relativbewegung zur Vorrichtung durch Ablagerung aufeinanderfolgender Reihen von nahe beieinander angeordneten Tröpfchen, welche sich quer zur Richtung der Relativbewegung erstrecken.

Die Patentanmeldung P 21 42 639.1 betrifft eine Vorrichtung

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für den Druck, von Zeichen bzw. Mustern während einer Relativbewegung zwischen'der Vorrichtung und einer zu bedruckenden Fläche mittels Ablagerung von kleinen Tröpfchen einer Druckflüssigkeit in aufeinanderfolgenden Reihen oder Zeilen von nahe beieinander angeordneten Tröpfchen, welche sich .quer zur Richtung der Relativbewegung erstrecken, mit einer Reihe von Druckdüsen, welche quer zur Richtung der Relativbewegung angeordnet sind, von denen jede einen Düsenabschnitt und eine Druckflüssigkeitszuführeinrichtung für die Zufuhr der Flüssigkeit zum Düsenabschnitt unter Druck zur Ausbildung eines auf die zu bedruckende Fläche in der Vorrichtung gerichteten Strahls von Druckflüssigkeit aufweist ,'-mit Einrichtungen, welche in regelmässigen Abständen befindliche Querschnittsänderungen des Strahls zur Förderung der Tröpfchenbildung schaffen, mit Aufladungselektroden, welche neben der Stelle des Strahlwegs angeordnet sind, an welcher <3ie Tröpfchenablösungl um aie in' dem Strahlweg geformten Tröpfchen aufzuladen, mit Ablenkeinrichtungen für .die Tröpfchen, um ein im wesentlichen konstantes elektrisches Feld zu schaffen, durch welches die im Strahlweg gebildeten Tropf- chen durchlaufen,. wodurch die elektrisch aufgeladenen Tröpfchen in einem von ihrer jeweiligen Aufladung abhängigen Ausmass'abgelenkt werden, uni mit einer Auf fangeinrichtung zum' Auf fangen der "im Strahl weg -gebildeten nicht aufgeladenen Tröpfchen," dadurch gekennzeichnet, dass Signalerzeugungseinrichtungen· vorgesehen sind, welche ein periodisches Spannungssignal zum Anlegen an die Aufladungselektroden schaffen, dessen Perioden eine ausreichende Zeitdauer besitzen,.um die Bildung einer Vielzshl von Tröpfchen in. jedem Strahl weg zu erfassen,' dass eine elektrische Einrichtung vorgesehen ist, durch welche die Signalspannung mit vorbestimmten Spannungspegeln während jeder Periode der.· Signalspannung an die Aufladungselektroden wenigstens einiger der Druckdüsen anlegbar ist, wodurch

in dem Strahlweg der Druckdüsen gebildete Tröpfchen aufgeladen ."werden-, und dass die aufgeladenen Tröpfchen von jeder Druckdüse dadurch auf der zu bedruckenden Fläche in der Länge eines Zeilenabschnitts.abgelagert werden, wobei die Zeilenabschnitte der Druckdüsen somit zusammen mit einer Reihe von Tröpfchen gebildet werden, welche sich quer zur Richtung der Relativbewegung der Vorrichtung und der zu bedruckenden Fläche erstreckt.

Die deutsche Patentanmeldung P 23 33 629.0 betrifft eine Abwandlung der obigen Vorrichtung, bei welcher nicht die im Strahlweg vorhandenen ungeladenen Tröpfchen durch die Auffangeinrichtung aufgefangen werden, sondern diejenigen Tröpfchen, die durch die Aufladungselektroden auf mindestens einen vorbestimmten Wert aufgeladen worden sind.

Der Tröpfchenstrom, der aus einer jeden Druckdüse herauskommt, wird bei der genannten Vorrichtung dadurch erzeugt, dass die Druckflüssigkeit unter Druck zu einer jeden Druckdüse zugeführt wird, wobei dann der Druckflüssigkeitsstrahl, der aus dem Düsenabschnitt einer jeden Druckdüse austritt, dadurch in Tröpfchen aufgelöst wird, dass Schwingungen angewendet werden, die beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass ein piezoelektrischer Kristall mit Energie versorgt wird. Jede Druckdüse besitzt eine Ladungselektrode', die vorzugsweise eine Rohrform aufweist, durch welche der Flüssigkeitsstrahl nach dein Verlassen des Düsenabschnitts hindurchgeht, wobei die Ladungselektrode an dem Punkt befestigt ist, wo der Flüssigkeitsstrom sich in Tröpfchen auflöst.

Wenn die eben beschriebene Vorrichtung in Betrieb ist, denn besitzt der Flüssigkeitsstrahl, der aus dem Düsenabschnitt einer jeden Druckdüse austritt, einen konstanten Druck und geht dabei durch die rohrförmige Ladungselektrode

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hindurch, ohne dass der Flüssigkeitsstrahl (oder die aus dem Flüssigkeitsstrahl gebildeten Tröpfchen) auf der inneren Oberfläche der Ladungselektrode auftrifft. Wenn jedoch die Vorrichtung angefahren wird, und der Druck auf der Druckflüssigkeit auf den Arbeitsdruck gesteigert wird, dann werden im Flüssigkeitsstrahl, der aus dem Düsenabschnitt austritt, Variationen erhalten. Unter solchen Bedingungen geht etwas vom Flüssigkeitsstrahl (oder von den resultierenden Tröpfchen) nicht durch die Ladungselektrode hindurch, sondern trifft auf die Oberfläche der Ladungselektrode auf. Die Flüssigkeit, die so auf der Xadungselektrode auftrifft, kann das Aufladen der nachfolgenden Tröpfchen, die durch die Elektrode hindurchgehen, in abträglicher Weise beeinflussen. Ausserdem kann es vorkommen, dass sich soviel Flüssigkeit aufbaut, bis Tröpfchen von der Ladungselektrode abfallen. Diese können auf der zu bedruckenden Oberfläche landen, wodurch das gedruckte Muster verdorben wird.

Diese Schwierigkeiten können dadurch beseitigt werden, dass man die Ladungselektrode aus einem porösen Material herstellt, welches Flüssigkeit, die auf die Ladungselektrode euftrifft, 8ufs8Ugt, wobei jede Ladungselektrode mit einer Vakuumquelle verbunden ist, welche die Flüssigkeit entfernt, wenn sie absorbiert wird, wodurch der Aufbau von Flüssigkeit auf den Ladungselektroden verhindert wird.

Die Erfindung betrifft also nunmehr eine Abwandlung der in den Patentanmeldungen P 21 42 639.1 und P 23 33 629.0 beschriebenen Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass jede Ladungselektrode 8us einem absorbierenden Material besteht oder hohl ist und an einer Vakuumquelle in solcher Weise angeschlossen ist, dass jede Flüssigkeit, die auf die Ladungselektrode auftrifft, entfernt wird.

Die Ladungselektrode besitzt vorzugsweise eine Rohrform.

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Die Ladungselektrode kann aus einem absorbierenden leitenden Metall, wie z.B. gesinterte Bronze oder gesinterter rostfreier Stahl, bestehen, wobei die äussere Oberfläche an eine Vakuumquelle angeschlossen ist. Alternativ kann die Arbeitsoberfläche der Ladungselektrode aus einem leitenden Metallnetz oder aus einer perforierten Metallplatte,. wie z.B. aus einem Kupfernetz oder einer perforierten Kupferplatte, bestehen, wobei sie dann eine Seite eines Hohlraums bildet, der an eine Vakuumquelle engeschlossen ist.

Eine bevorzugte Ladungselektrode, die gemäss der Erfindung verwendet werden.kann, wird nunmehr unter Bezugnahme auf Figur 1 der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es handelt sich dabei um einen Schnitt durch eine Ladungselektrode.

Die Ladungselektrode besteht aus einem Rohr 1 aus einem gesinterten leitenden Metall, dessen äussere Zylinderfläche 2 und dessen Enden mit Ausnahme eines kleinen Abschnitts 3 undurchlässig sind, wo ein Rohr 4, das mit einer (nicht gezeigten) Vakuumquelle verbunden ist, am Rohr 1 angeschlossen ist. Durch das Zentrum des Rohrs 1 geht ein Flüssigkeitsstrahl 5 hindurch, der innerhalb der Ladungselektrode in einen Tröpfchenstrom 6 aufgelöst wird. Zusätzlich ist das Rohr 1 auch mit einem (nicht gezeigten) elektrischen Anschluss versehen, durch welchen eine Spannung in Wellenform zugeführt werden kann, so dass jedes Tröpfchen, welches durch die Ladungselektrode hindurchgeht, auf einen entsprechenden Wert- aufgeladen wird.

Eine weitere bevorzugte Ladungselektrode, die gemäss der Erfindung verwendet werden kann, wird nunmehr anhand von Figur 2 der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei es sich um einen Schnitt durch eine der Ladungselektroden

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handelt.

Die Ladungselektrode besteht aus zwei konzentrischen Zylindern, wobei der innere 10 aus. einer leitenden, perforierten Metallplatte oder aus einem leitenden Metallnetz besteht, wobei der äussere, der mit 11 bezeichnet ist, aus einem undurchlässigen Material, wie z.B. einem Metallblech, besteht. Die beiden Zylinder sind an ihren Enden durch zwei Stücke 12 und 13 aus undurchlässigem Material, welche die Form von Ringscheiben aufweisen, miteinander verbunden. Am äusseren Zylinder 11 ist über ein Loch 14 ein Rohr 4-angeschlossen, das mit einer (nicht gezeigten) Vakuumquelle verbunden ist. Durch das Zentrum des .inneren Zylinders geht ein Flüssigkeitsstrahl 5 hindurch, der innerhalb der Ladungselektrode in einen Tröpfchenstrom 6 aufgelöst wird. Ausser/ ist der innere leitende Zylinder der Ladungselektrode mit einem (nicht gezeigten) elektrischen Anschluss verbunden, durch den eine wellenförmige Spannung zugeführt wird, um jedes durch die Ladungselektrode hindurchgehende Tröpfchen auf einen geeigneten Wert aufzuladen.

Die Stärke des Vakuums, welches an eine jede Ladungselektrode angelegt wird, soll ausreichen, die Flüssigkeit abzuziehen, die durch die Ladungselektrode absorbiert wird. Vorzugsweise ist auch eine Flüssigkeitsfalle in der Vakuumleitung eingebaut, um eine Verschmutzung der Vakuumquelle, wie z.B. einer Vakuumpumpe, durch die Flüssigkeit, die von der Ladungselektrode entfernt wird, zu vermeiden.

Jedoch sollten die Stärke des Vakuums und die Porösität der Ladungselektrode so ausgewählt werden, dass der Luftfluss im Zentrum der La.dungselektrode den Flüssigkeitsstrahl, der durch die Elektrode hindurchgeht, nicht ajpträglich beeinflusst.

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Bei der obigen Konstruktion von Ladungselektroden ist es nötig, dass jede in einer Reihe von Druckdüsen vorhandene Ladungselektrode einzeln befestigt ist. Eine solche Konstruktion verkompliziert die Vorrichtung, weshalb es bevorzugt wird, dass die in einer jeden Reihe anwesenden Ladungselektroden in einem gemeinsamen Gehäuse sitzen, das mit einer einzigen Vakuumquelle verbunden ist. Bei einer solchen Anordnung ist es jedoch nötig, dass jede Druckflüssigkeit, die von den Elektroden abgezogen wird, nicht eine Flüssigkeitsbrücke zwischen zwei oder mehr benachbarten Elektroden bildet, da ansonsten ein Kurzschluss auftritt, der Unregelmässigkeiten in der Aufladung der durch die Elektroden hindurchgehenden Tröpfchen zur Folge hat. -

Eine bevorzugte Reihe von Ledungselektroden wird nun anhand der Figuren 5 und 4- der beigefügten Zeichnungen erläutert, welche einen Horizontalschnitt und einen Vertikalschnitt· durch eine Reihe derartiger Ladungselektroden zeigen. -

Die Reihe von Ladungselektroden besteht aus einem Block aus einem porösen nicht-leitenden Material 21, welches eine undurchlässige äussere Haut 23 aufweist. Der Block 21 besitzt eine Reihe von vertikalen Löchern mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, wobei jedes Loch mit einer leitenden perforierten Metallplatte oder einem leitenden Metallnetz 20 versehen ist, wobei diese Platte bzw. das Netz die Form eines Zylinders aufweist, der als Elektrode dient. An den entgegengesetzten Enden des Blocks 21 sind ein Rohr 4, das βη eine (nicht gezeigte) Vakuumquelle angeschlossen ist, und ein Rohr 22, das an eine Luftquelle oder eine Quelle für inertes Gas (nicht gezeigt) angeschlossen ist, vorgesehen. Durch das Zentrum einer jeden der zylindrischen Elektroden 20 geht ein Flüssigkeits-

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strahl 5 hindurch, der innerhalb der Ladungselektrode sich in einen Tröpfchenstrom 6 auflöst. Ausserdem ist eine jede Elektrode 20 mit einem (nicht gezeigten) elektrischen Anschluss verbunden, durch welchen eine wellenförmige Spannung zugeführt werden kann, um ;jedes durch eine Elektrode hindurchgehende Tröpfchen auf einen geeigneten Wert aufzuladen.,Um jede Druckflüssigkeit, die auf die Elektroden 20 auftrifft, zu beseitigen, wird an den porösen Block 21 über das Rohr 4- Vakuum angelegt. Um die Bildung v-on E¹Iüssigkeitsbrücken zwischen den Elektroden 20 zu verhindern, die durch eine Bewegung von "Druckflüssigkeit im Block 21 auftreten kann, wird Luft zum Block 21 über das Rohr 22 zugeführt, wobei darauf geachtet wird, dass die so zugeführte Luftmenge nicht ausreicht, den Luftdruck innerhalb des Blocks über den Druck ausserhalb des Blocks zu erhöhen, so dass die Bewegung der Flüssigkeit durch 'jede der perforierten Elektroden 20 nicht umgekehrt wird.

Die erfindungsgemässe Druckvorrichtung, welche die absorbierenden Ladungselektroden enthält, wird in der gleichen Weise betrieben, wie es in den Patentanmeldungen P 21 4-2 639.1 und P 23 33 629.0 beschrieben ist, wobei die einzige Ausnahme'darin besteht, dass vor dem Anfahren der Vorrichtung eine Vakuumquelle an eine jede Ladurigselektrode angelegt wird.

Patentansprüche:

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Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   Weiterbildung der Vorrichtung gemäss den deutschen Patentanmeldungen P 21 4-2 639.1 und P 23 33 629.0, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ladungselektrode aus einem absorbierenden Material besteht oder'hohl ist und mit einer Vakuumquelle in solcher Weise verbunden ist, dass jede auf die Ladungselektrode auftreffende Flüssigkeit entfernt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ladungselektrode eine Rohrform aufweist und aus einem absorbierenden leitenden Material besteht.
3. 3. ' Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ladungselektrode aus einem hohlen Raum besteht, dessen Arbeitsfläche aus einem leitenden Metallnetz.·-oder aus einer perforierten Platte gebaut ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem' der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Ladungselektroden einer Reihe von Druckdüsen in einem gemeinsamen Gehäuse sitzen, welches an eine einzige Vakuumquelle angeschlossen ist, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, um sicherzustellen, dass jede von den Ladungselektroden abgezogene Flüssigkeit zwischen zwei oder mehr benachbarten Ladungselektroden keine Plüssigkeitsbrücke bildet.

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