DE2657360A1 - Tintenstrahldrucker - Google Patents

Description

Tintenstrahldrucker

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahldrucker mit mindestens einer Düse, aus der Tinte unter hohem Druck austritt, einer Ladevorrichtung zum Aufladen der Tröpfchen, einer Ablenkeinheit, einer mit einer Schneide versehenen Fangvorrichtung zum Abfangen und Absaugen von Tröpfchen eines bestimmten Ladungszu Standes und einem dahinter angeordneten Aufzeichnungsträger·

Es ist bekannt, Informationen in Form von grafischen oder alphanumerischen Zeichen auf bewegte Aufzeichnungsträger (Papierbahnen) dadurch aufzubringen, daß eine Markierungsflüssigkeit (Tinte) durch Düsen gepreßt, die dabei entstehenden Tröpfchen elektrisch aufgeladen und in einem elektrischen oder magnetischen Feld derart abgelenkt werden, daß sie je nach Ladezustand entweder auf den Aufzeichnungsträger oder auf einen Tintenfänger gelangen (US-PS 3 596 275).

Diese Tintenspritzverfahren benötigen im Gegensatz zu herkömmlichen Druckverfahren keine mechanisch bewegten Teile. Durch Modulation der Ladespannung, mit welcher die Tröpfchen im Moment und am Ort ihrer Entstehung aufgeladen werden, kann die Bewegungsrichtung der Tröpfchen vorherbestimmt und auf diese Weise dem Strahl eine Information aufgeprägt und diese Information auf dem Aufzeichnungsträger aufgebracht werden.

Das Verfahren eignet sich also insbesondere zum Aufbringen von einmaligen oder schnell wechselnden Informationen in Form von Zeichen, zu deren Bildung elektrische Signale dienen, die durch Abtasten optischer Vorlagen oder rein synthetisch mit

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elektronischen Zeicnengeneratoren gewonnen werden. Große deutung haben solche Verfahren insbesondere zur Adressierung von Gegenständen wie Briefen, Dokumenten oder Behältern oder auch zur Markierung von bandförmigen Materialien, welche mit großer Geschwindigkeit an dem Tröpfchengenerator vorbeibewegt werden können.

Bei diesen Verfahren, bei welchen der Tintenstrahl je nach Ladezustand entweder auf den Aufzeichnungsträger oder auf eine Fangvorrichtung für die überschüssige Tinte gelangt, kommt der Übergangsstelle vom Aufzeichnungsträger zur Fangvorrichtung eine besondere Bedeutung zu. Diese Übergangsstelle wird normalerweise durch eine Kante bzw. Schneide gebildet. Es wurde gefunden, daß sich im Laufe der Zeit auf der Kante bzw. Schneide Tröpfchen absetzen, wodurch die Betriebssicherheit der Geräte beeinträchtigt wird. Insbesondere,wenn es sich um Geräte mit hohem Tintendurchsatz (^ ICr mnr/s) und um schnell verdunstende Markierungsflüssigkeiten (Tinten) handelt, besteht die Gefahr, daß die auf die Kante auftreffenden Tröpfchen teilweise hängenbleiben und sich dort wegen der schnellen Verdunstung des Lösungsmittels für den Tintenfarbstoff allmählich eine Farbstoffschicht absetzt, welche zu einer Undefinierten geometrischen Lage der Kante führt und somit die Bildaufzeichnung verschlechtert.

Diese Schwierigkeiten werden bei dem öingangs beschriebenen Tintenstrahldrucker erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die Fangvorrichtung mit einer Reinigungs- und Absaugevorrichtung versehen ist, die so ausgebildet sind, daß den aus dem Aufzeichnungsstrahl ausgeachiedenen Tropfen ständig ein neuer bzw. frisch gereinigter Teil der Schneide gegenübersteht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Schneide senkrecht zur Tintenstrahlachse und senkrecht zur Ablenkungsrichtung bewegbar. Ein kontinuierlicher Reinigungseffekt wird durch eng anliegende Reinigungskissen erreicht,

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die mit einer Absaugvorrichtung in Verbindung stehen. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die Wirkungsweise der Fangvorrichtung über lange Zeiten konstant bleibt« Damit konnte eine wesentliche Störungsquelle, die insbesondere nach lang anhaltendem Betrieb auftrat, beseitigt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es 2ε igen

Figur 1 den prinzipiellen Aufbau eines Tintenstrahldruckers,

Figur 2 eine Fangvorrichtung mit oszillierender Schneide und Reinigungsvorrichtung,

Figur 3 eine Fangvorrichtung mit einer bandförmigen Schneide,

Figur 4 eine Fpngvorrichtung mit einer umlaufenden bandförmigen Schneide und einer Reinigungsvorrichtung,

Figur 5 eine Fangvorrichtung mit radförmiger Schneide in Richtung der Tintenstrahlachse gesehen,

Figur 6 die Fangvorrichtung gemäß Figur 5 senkrecht zur Tintenstrahlachse gesehen und

Figur 7 eine Fangvorrichtung, bei der die Schneide mittels eines Flüssigkeitsstrahles gereinigt wird.

Der Tintenstrahldrucker gemäß Figur 1 besteht aus dem Tröpf chengenerator 1, der Ringelektrode 2 zur bildmäßigen Aufladung der Tröpfchen, der Ablenkeinheit 3, der Fangvorrichtung 4 für die überschüssigen Tröpfchen und dem Aufzeichnungsträger 5·

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Die Tinte wird dem Tröpfchengenerator 1 unter hohem Druck zugeführt und verläßt die mit Ultraschall beaufschlagte Austrittsdüse in Form von kleinen Tröpfchen von annähernd einheitlicher Geschwindigkeit und Richtung. Durch die Ringelektrode 2 werden die Tröpfchen entsprechend der Bildinformation aufgeladen und von der Ablenkeinheit 3 (Plattenkondensator) entsprechend ihrer Aufladung abgelenkt. Alle Tröpfchen, deren Ablenkung einen vorgegebenen Winkel überschreitet, treffen auf die Schneide 6 der Fangvorrichtung 4 und werden ausgeschieden. Gemäß Figur 2 ist die Schneide 6 als Schiene ausgebildet, die eine periodische Hin-und Herbewegung in ihrer Längsrichtung, d.h. senkrecht zur Tintenstrahlachse, ausführt. Zu diesem Zweck ist die Schneide 6 mit einem Exzenterantrieb 7 (über ein flexibles Band 7 a und Rolle 7b) und mit einer Rückholfeder 8 verbunden. Rechts und links vom Schneidenzentrum befinden sich zwei Reinigungskissen 9* die von beiden Seiten her an der Schneide 6 anliegen. Die Reinigungskissen 9 sind mit Reinigungsmittelzuführungen 10 und Absaugleitungen 11 versehen. Die ausgeschiedenen Tröpfchen werden im Bereich des Sintermetallblockes 12 aufgefangen und durch die Absaugleitung IJ abgeführt. Als Material für die Kissen eignet sich z.B. ein Polyurethanschaumstoff. Als Reinigungsmittel wird zweckmäßig das reine Lösungsmittel für den Tintenfarbstoff verwendet.

Bei der Fangvorrichtung gemäß Fig. 3 ist die begrenzende Schneide als flexibles Band 14 ausgebildete Es handelt sich dabei um ein dünnes Band aus Metall oder Kunststoff, das kontinuierlich von einer Vorratsrolle 15 abgewickelt, über den Sintermetallklotz 12 mit Absaugung 13 geführt wird und auf der anderen Seite auf der Vorratsrolle 16 wieder aufgewickelt wird. Die Vorratsrolle 16 wird von einem Motor 17 angetrieben. Die Führung für das Schneidenband 14 und der Antrieb sind wieder auf einer gemeinsamen Trägerplatte 18 montiert, die senkrecht zur Tintenstrahlachse eingebaut wird. Da nur eine sehr langsame Bandgeschwindigkeit erforderlich ist, z.B. 10" m/sec und das Band sehr dünn sein kann (z.B. 15 /um), braucht es nur in sehr großen Zeitabständen ausgetauscht zu werden. Die Fangvorrichtung

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arbeitet also ständig mit einer sauberen begrenzenden Kante. Eine zusätzliche Reinigungseinrichtung ist dann nicht erforderlich.

Die Fangvorrichtung gemäß Figur 4 arbeitet ebenfalls mit einer bandförmigen Schneide. Im Gegensatz zu der Ausführung gemäß Fig. J5 ist die Schneide jedoch als umlaufendes Band 19 ausgebildet. Das Endlosband 19 durchläuft hier eine Reinigungsvorrichtung 20, die auf der Trägerplatte 18 unterhalb des Sintermetallklotzes 12 angeordnet ist. Die Reinigungsvorrichtung besteht aus einer mit Lösungsmittel gefüllten Wanne 21 mit einer Reinigungsmittelzuführung 22 und einer Reinigungsmittelabsaugung 2J. Im Bereich der Reinigungsvorrichtung wird nun das Schneidenband 19 so über eine Umlenkrolle 24 geführt, daß es ständig in die mit Lösungsmittel gefüllte Wanne 21 eintaucht und anschließend einen Trockenschwamm 25 durchläuft, der anhaftende Tröpfchen entfernt. Bei Verwendung sehr schnell trocknender Lösungsmittel kann dieser Trockenschwamm 25 entfallen.

Gemäß Figur 5 und 6 ist die Schneide der Fangvorrichtung als kreisförmige Scheibe 26 ausgebildet. Nach dem Passieren der Strahlachse läuft die verschmutzte Stelle des Schneidenumfanges an einem Reinigungsschwamm 27 vorbei, an welchem Reinigungsflüssigkeit kontinuierlich zu- und abgeführt wird.(Reinigungsmittelzuführung 28 und Reinigungsmittelabsaugung 29). Es hat sich herausgestellt, daß die kontinuierliche Durchspülung des Reinigungsschwammes von Bedeutung ist. Anderenfalls würde eine Anreicherung von Schmutzteilchen stattfinden. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Trockenschwamm J)Q angeordnet, der ebenfalls von beiden Seiten her eng an dem Schneidenrad 26 anliegt. Ähnlich wie bei den vorher beschriebenen Fangvorrichtungen befindet sich an der für die Tintenstrahlbegrenzung wirksamen Stelle (hier der Scheitelpunkt) wieder ein Sintermetallklotz 12 mit Absaugung 15·

Das Schneidenrad 26 wird kontinuierlich über einen Riemen 31 vom Getriebemotor 32 angetrieben.

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Aus Pig. 6 ist die Anordnung des Sehneidenrades 26 relativ zum Tintenstrahl ersichtlich. Ferner erkennt man das Profil des Schneidenrades (näherungsweise U-förmiger Querschnitt).

Eine kontinuierliche Reinigung der begrenzenden Schneide an der Fangvorrichtung kann während des Betriebes des Tintenstrahldruckers auch dadurch erreicht werden, daß ein feiner Lösungsmittelstrahl unter einem spitzen Winkel auf die Schneide 33 gerichtet wird. Die Schneide 33 1st wieder in einem porösen Material, z.B. einem Sintermetallklotz 12, eingebettet, der wie bei den vorhergehenden BeispieDai mit einer Absaugung 13 ausgerüstet ist. Der Lösungsmittelstrahl J>k wird mit Hilfe einer Düse 35 so ausgerichtet, daß er in der Nähe der Stelle auftrifft, wo der Tintenstrahl die Schneide 33 passiert. In der Praxis liegt der Auftreffwinkel für den Lösungsmittelstrahl unter 20°. Der Abstand des Auftreffortes von der Tintenstrahlebene beträgt wenige Millimeter. Die Düse 35 hat einen Durctmesser von ca. 4o ^um und wird mit einem Druck von 2 bis 3 bar betrieben. Das aufgespritzte Lösungsmittel wird zusammen mit der Überschußtinte ständig durch den Sintermetallklotz hindurch abgesaugt. Auf diese Weise wird die kritische Stelle der Schneide 33 ständig von einem dünnen bewegten Flüssigkeitsfilm umspült, der verhindert, daß sich feste Farbstoffteilchen absetzen können. Anstelle eines Sintermetalles kann auch gesintertes Polyäthylen oder eine poröse Keramik verwendet werden. Dies gilt in gleicher Weise für die Ausführungsbeispiele der Fig. 2 bis 6.

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Claims (4)

Patentansprüche;

1. !Tintenstrahldrucker mit mindestens einer Düse, aus der Tinte Ttffter hohem Druck in Form von feinen Tröpfchen austritt, einer Ladevorrichtung zum Aufladen der Tröpfchen, einer Ablenkeinheit, einer mit einer Schneide versehenen Fangvorrichtung zum Abfangen und Absaugen von Tröpfchen eines bestimmten Ladungszustandes und einem dahinter angeordneten Aufzeichnungsträger, dadurch ^kennzeichnet, daß die Fangvorrichtung mit einer Reinigungs-(9,20,25,27,30,35) und Absaugevorrichtung (11,13,23,29) versehen ist, die so ausgebildet sind, daß den ausgeschiedenen Tröpfchen ständig ein neuer bzw. frisch gereinigter Teil der Schneide (6,14,19,26,33) gegenübersteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (6,19,26) senkrecht zur Tintenstrahlachse und senkrecht zur Ablenkungsrichtung der Tröpfchen bewegbar ist und an der Schneide anliegende Reinigungskissen (9*27) vorgesehen sind, die mit einer Absaugvorrichtung (11,29) in Verbindung stehen.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide senkrecht zur Tintenstrahlachse und senkrecht zur Ablenkungsrichtung bewegbar ist und durch die Kante eines flexiblen Bandes (14) gebildet wird, das kontinuierlich von einer Vorratsrolle (15) abläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitsstrahl (3¹I-) aus reinem Lösungsmittel für den Tintenfarbstoff auf die Schneide (33) gerichtet ist.

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