DE2703320C2

DE2703320C2 - Tröpfchenstrahlen-Aufzeichnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2703320C2
Application number: DE2703320A
Authority: DE
Inventors: James A. Kettering Ohio Frey
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1976-01-29
Filing date: 1977-01-27
Publication date: 1984-07-12
Also published as: DE2703320A1; IT1072313B; CA1064091A; GB1516606A; JPS5294135A; US4010477A; JPS597585B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tröpfchenstrahlenaufzeichnungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Aufzeichnungsvorrichtung ist aus der US-PS Re 28 219 bekannt. Diese Vorrichtung enthält an mehreren voneinander getrennten, sich im Abstand voneinander quer zur zu bedruckenden Bahn verlaufenden Druckköpfen jeweils eine Reihe von Löchern, die so angebracht sind, daß sie in der Bewegungsrichtung der zu bedruckenden Bahn nicht hintereinander, sondern seitlich gegeneinander versetzt sind. Bei den in der bekannten Aufzeichnungsvorrichtung verwendeten vier Druckköpfen werden sehr eng beieinanderliegende Linien gedruckt, wobei jeweils vier nebeneinanderliegende Linien aus Löchern stammen, die aus den Lochplatten der vier hintereinander angeordneten Druckköpfen abgegeben worden sind. Dies bedeutet, daß die Löcher der einzelnen Druckköpfe jeweils einen relativ großen Abstand voneinander haben, nämlich den vierfachen Abstand der auf der zu bedruckenden Bahn erzeugbaren Linien. Die Verwendung mehrer Druckköpfe mit seitlich gegeneinander versetzten Löchern ergibt somit

ίο zwar ein gutes Auflösungsvermögen, jedoch ist der dafür notwendige Aufwand sehr hoch. Auch der Platzbedarf für die vier Druckköpfe ist beträchtlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tröpfchenstrahlen-Aufzeichnungsvorrichtung der geschilderten Art so zu gestalten, daß ein gutes Auflösungsvermögen mit geringem konstruktiven Aufwand und geringem Platzbedarf erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Da sich bei der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung die Tropfenfangflächen parallel zu den Positionslinien erstrecken, kann der Abstand zwischen den einzelnen Löchern der Lochplatte längs eir-sr Positionslinie sehr klein gemacht werden, so daß demgemäß auch der Druckkopf in der Bewegungsrichtung der zu bedruckenden Bahn eine kurze Baulänge haben kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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

F i g. 1 eine Explosionsdarstellung eines Tröpfchenstrahlen-Aufzeichnungskopf nach der Erfindung,
F i g. 2 eine Draufsicht auf eine Ablenkelektrodenan-Ordnung,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von F i g. 2,
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 von F i g. 2,
F i g. 5 einen vergrößerten Teilschnitt eines Abschnitts von F i g. 2,

F i g. 6 eine schematische Darstellung von Tröpfchenstrahlen in der erfindungsgemäßen Anordnung,

F i g. 7 eine Draufsicht auf eine Bodenplatte für eine Auffängeranordnung, und
Fig.8 eine andere Ausführungsform einer Auffängeranordnung.

Der hier zu beschreibende Tröpfchenstrahlen-Aufzeichnungskopf besteht aus einer Anordnung, wie sie in der Explosionsdarstellung von F i g. 1 angegeben ist. Der Aufzeiciinungskopf 10 von F i g. 1 enthält eine Trägerschiene 12, und eine Trennschiene 14, die mit Hilfe von Klemmstäben 16 an der Trägerschiene 12 befestigt ist. Weitere Elemente, die mit der Klemmschiene 14 mit Hilfe von (nicht dargestellten) Maschinenschrauben befestigt sind, sind eine Filterplatte 32, ein Strömungsmittelverteiler 20, eine Laderingplatte 40 und eine Ablenkelektrodenanordnung 50. Ferner ist ein Anregungsorgan 28 mit einer Anregungssonde 30 vorhanden, die nach unten ragt, und mit einer Lochplatte 18 in Kontakt steht. Die Lochplatte 18 ist mit der unteren Fläche des Strömungsmittelverteilers 20 verschweißt oder verlötet; sie wird mit Hilfe des sogenannten Wanderwellen-Anregungsverfahrens angeregt. Damit diese Anregung erleichtert wird, sind zwei Dämpfungsglieder 22 angebracht. Die Lochplatte 18 ist mit einer Reihe von Löehern 26 verschen, die längs mehrerer im Winkel verlaufender Positionslinien in gleichmäßigen Abständen voneinander angebracht sind.
Wie F i g. 1 weiter zeigt, ist zwischen den Strömungs-

mittelverteiler 20 und die Ablenkelektrodenanordnung 50 eine Laderingplatte 40 festgeklemmt; das Festklemmen wird durch Durchbrüche 45 in der Laderingplatte 40 und Sitze 51 in der Ablenkeiektrodenanordnung 50 erleichtert

Die Laderingplatte 40 kann mehrere Verbindungselemente 46 zum Anschließen an Stecker, beispielsweise an Stecker 44 aufweisen, die eine Reihe von Drähten 42 tragen. Die Drähte 42 übertragen Datensignal, d'e über gedruckte Leiterbahnen 41 einer Reihe von Laderingen 43 zugeführt werden. Die Laderinge 43 liegen in einer Richtung mit den Löchern 26.

Die Anlenkelektrodenanordnung 50, die in den F i g. 2 bis 5 genauer dargestellt ist, besteht aus einem Hauptkörper 55, einer Seilenplatte 56 und einer Bodenplatte 61. Verbindungsleitungen 52 und 53 sind zum Anlegen einer positiven Spannung bzw. des Massepotentials vorgesehen, zum Absaugen angesammelter Tinte ist eine Vakuumleitung 54 vorgesehen.

Zum besseren Verständnis der Arbeitsweije der gesamten Anordnung sei auf F i g. 6 Bezug genommen. In dieser Figur ist eine Reihe von Punkten dargestellt, die Tröpfchenstrahlen in der Ansicht von oben auf den Aufzeichnungskopf darstellen Es ist zu erkennen, daß die Darstellung von Fi g. 6 sehr schematisch ist, damit das angewendete allgemeine Prinzip verständlich wird.

Wie Fig. 6 zeigt, sind die Tröpfchenstrahlen längs einer Reihe von Positionslinien angeordnet, die jeweils einen Winkel (9 mit der Hauptachse der Lochplatte bilden. Längs einer Positionslinie können eine beliebige Anzahl von Tröpfchenstrahlen in gleichen Abständen angeordnet werden, und die Positionslinien liegen in einem solchen Abstand voneinander, daß in einer parallel zur Hauptachse des Aufzeichnungskopfs verlaufenden Richtung ein gleichmäßiger effektiver Tröpfchenstrahlenstand entsteht.

Es können sieben Tröpfchenstrahlen la bis 7 a längs einer ersten Positionslinie und eine weitere Gruppe von Tröpfchenstrahlen 1 b bis Tb sowie 1 c bis 7c längs weiterer paralleler Positionslinien angeordnet werden.

Aus F i g. 6 ist zu erkennen, daß der tatsächliche Abstand zwischen benachbarten Tröpfchenstrahlen innerhalb einer Positionslinie der Abstand Psein kann, der in einer parallel zur Hauptachse des Aufzeiehnungskopfs verlaufenden Richtung einen effektiven Abstand D ergibt. Der Abstand Tzwischen Positionslinien ist so eingestellt, daß der effektive Abstand zwischen dem letzten Loch in einer Positionslinie und dem ersten Loch der nächsten Positionslinie gleich dem Abstand D ist. Ein solcher Abstand zwischen den Positionslinien ergibt einen Abstand 5 zwischen entsprechenden Tröpfchenstrahlen in benachbarten Positionslinien. Einander entsprechende Tröpfchenstrahlen, beispielsweise die Strahlen la, \b und lc(zusariimen mit weiteren entsprechenden Strahlen in weiteren nicht dargestellten Positionslinien) definieren eine Tröpfchenstrahlenreihe, die einer einzigen Strahlenreihe entspricht. Eine Anordnung, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, kann daher so geschaltet werden, als wäre sie ein Feld aus sieben Reihen mit gegeneinander versetzten Tröpfchenstrahlen.

Es ist zu erkennen, daß es zur Erzeugung eines Tröpfchenstrahlenfeldes gemäß Fig. 6 erforderlich ist, eine Lochplatte vorzusehen, die in gleicher Weise angeordnete Löcher 26 aufweist. In der Praxis wäre jedoch ein Tröpfchenstrahlenfeld mit nur sieben Strahlen in jeder Positionslinie nicht besonders brauchbar. Eine brauchbarere Anordnung könnte größenordnungsmäßig etwa 64 Tröpfchenstrahlen (oder Löcher) in gleichmäßigen Abständen längs einer Positionslinie enthalten, die in einem Winkel θ von etwa 75,5° zur Haupiachse des Aufzeichnungskopfes verläuft. Der Tropfenstrahlenabstand ρ kann etwa 0,4 mm betragen, so daß 64 solcher Tröpfchenstrahlen einen Streifen mit der Breite 5 von 6,5 mm auf einer Bahn drucken, die sich in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung bewegt. Bei einer solchen Anordnung der Tröpfchenstrahlen beträgt der effektive Abstand D etwa 51 μΐη. Eine derartige Tröpfchenstrahlenanordnung in 20 parallelen Positionslinien (nach der Darstellung der F i g. 1 und 2), ermöglicht somit das Drucken eines Streifens in einer Breite von 13 cm auf einer sich bewegenden Bahn mit einem Auflösungsvermögen von 102μπι. Ein solches Tröpfchenstrahlenfeld kann dadurch erzeugt werden, daß Löcher 26 mit einem Durchmesser von etwa 32 μΐπ verwendet werden, und daß die Anregungsfrequenz und der Tintenzuführungsdruck entsprechend der gewünschten Dichte eingestellt werden. Typischerweise kann die Anregungsfrequenz etwa 100 kHz betragen.

Aus F i g. 6 ist ferner zu erkennen, daß eine Reihe von Registern 67 vorhanden ist, von denen jedes elektrisch mit einem Ladering 43 verbunden ist. Ein Tröpfchenstrahlenfeld muß mit einer Schaltverzögerung von Reihe zu Reihe geschaltet werden. Die tatsächliche Verzögerung hängt von der Geschwindigkeit der sich bewegenden Bahn und vom Abstand zwischen den Reihen ab. Wie F i g. 6 zeigt, ergibt sich der Abstand zwischen den Reihen aus P · sin Θ. Für die vordere Reihe der Tröpfchenstrahlen 1a, \b usw. ist keine Zeitverzögerung erforderlich, was durch die Zahl 0 in den Registern angezeigt ist, die mit den Laderingen für diese Tröpfchenstrahlen verbunden sind. Für die aus den Tröpfchenstrahlen 2a, 26 usw. gebildete Tröpfchenstrahlenreihe müssen jedoch die über eine zugehörige Leitung 80 aus einem (nicht dargestellten) Register dem System zugeführten Umschaltdaten um eine Zeitperiode verzögert werden. In gleicher Weise müssen die an die Tröpfchenstrahlen in den Reihen 3 bis 7 angelegten Daten um 2, 3 und bis zu 6 Zeitperioden verzögert werden. Bei der oben beschriebenen Anordnung mit 64 Tröpfchenstrahlen pro Positionslinie müssen die Daten zum Schalten des letzten Tröpfchenstrahls in jeder Positionslinie 63 Zeitperioden verzögert werden. Bei einer Bahngeschwindigkeit in der Größenordrung von etwa 183 m pro Minute stellt jede der 63 Zeitperioden eine Verzögerung von etwa 129 \ims dar.

Aus den F i g. 2 bis 5 ist zu erkennen, daß an einen in die untere Fläche des Hauptkörpers 55 gefrästen Kanal

59 eine Unterdruckleitung 54 angeschlossen ist. Im Hauptkörper 55 ist eine Reihe von Schlitzen 58 angeordnet, so daß eine Reihe von Zähnen 57 entsteht. Unter jedem Zahn 57 ist ein Kanal 60 zum Anschluß an den Kanal 59 gefräst. Die Kanäle 60 sind durch Zähne 69 der Bodenplatte 61 bedeckt, so dao Flüssigkeitssammelkammern entstehen. Wie in F i g. 4 am besten zu erkennen ist, wird diesen Kammern Flüssigkeit von Tröpfchen 70 zugeführt, die so abgelenkt werden, daß sie gegen Flächen 68 der Zähne 57 prallen. Die Unterdruckleitung 54 bewirkt, daß solche Tröpfchen in die Kanäle

60 und von da aus in den Kanal 59 zum Entfernen aus dem Aufzeichnungskopf gesaugt werden. F i g. 7 zeigt die Ausgestaltung der Bodenplatte 61 und ihrer Zähne 69.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Drucken dadurch, daß bestimmte Tröpfchen 70 ungeladen und ohne Ablenkung durch die als Fänger wirkende Ablenkeiektrodenanordnung 50 fallen. Die

I röpfchen, die nicht zum Drucken verwendet werden sollen, werden durch Anlegen einer Spannung an den entsprechenden Ladering 43 im richtigen Zeitpunkt aufgeladen. Solche Tröpfchen werden von elektrischen Feldern abgelenkt, die zwischen Elektrodenpaaren 64 und 65 erzeugt werden, die als Beschichtung auf den Zähnen 57 zu beiden Seiten der Schlitze 58 gebildet sind.

Wie in F i g. 5 am besten zu erkennen ist, sind die Elektroden 64 mit Hilfe von Elektrodenverlängerungen 63 an Masse gelegt, die um die Enden der Zähne 57 ι ο herumreichen. Die Elektrodenverlängerungen 63 stehen mit einem Leitermaterial 62 in Kontakt, das als Beschichtung längs einer Fläche auf der Seitenplatte 56 aufgebracht ist An das Leitermaterial 62 kann mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen die Masseleitung 53 ange-

SCiiiGSSen 5€ίΠ.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine Ablenkelektrodenanordnung 150 angewendet werden, wie sie in dem vergrößerten und teilweise gebrochenen Schnitt von F i g. 8 dargestellt ist. Die Ansieht von F i g. 8 erfolgt aus der gleichen Richtung wie die Ansicht der Ablenkelektrodenanordnung 50 von F ig. 4.

Die Ablenkelektrodenanordnung 150 ist allgemein ebenso wie die Ablenkelektrodenanordnung 50 ausgestaltet; sie weist demnach eine Reihe von Zähnen 157 auf, die auf ihren beiden Seiten mit Elektroden 164 und 165 beschichtet sind. Jedes Elektrodenpaar, 164,165 erzeugt quer zu einem Schlitz 158 ein elektrisches Feld zum Ablenken aufgeladener Tintentröpfchen, die zwisehen ihnen hindurchfallen. Tröpfchen 170, die nicht aufgeladen sind, können nicht abgelenkt werden, so daß sie auf einen porösen Körper 180 auftreffen, der in einen Kanal 160 an der Oberseite eines Zahnes 169 eingepaßt ist, der Teil der Bodenplatte 161 ist und parallel zu den Düsenreihen verläuft

Während die bevorzugte Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 5 aufgeladene Tröpfchen auffängt und mit ungeladenen Tröpfchen druckt, arbeitet die andere Ausführungsform mit einer Ablenkelektrodenanordnung nach F i g. 8 genau in der entgegengesetzten Weise. Die nicht zum Drucken bestimmten Tröpfchen, die auf den porösen Körper 180 auf treffen, werden durch Anlegen eines Unterdrucks an die Kanäle 160 abgeführt und die zum Drucken verwendeten Tröpfchen foigen der mit gestrichelten Kreisen angegebenen Bahn zur Ablagerung auf einer sich bewegenden (nicht dargestellten) Bahn.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen so

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Tröpfchenstrahlen-Aufzeichnungsvorrichtung mit einem Zuführungsanschluß für eine Aufzeichnungsflüssigkeit, mit einer mit dem Zuführungsanschluß verbundenen länglichen Lochplatte mit mehreren Löchern, die längs mehrerer paralleler Positionslinien, die im Winkel zur Hauptachse der Lochplatte verlaufen, derart angeordnet sind, daß Linien aus einer Gruppe von in gleichmäßigem Abstand voneinander liegenden, parallel zur Hauptachse der Lochplatte verlaufenden Abstandslinien die Positionslinien an den Orten der Löcher schneiden, mit einer parallel zu der Lochplatte angebrachten Ladeplatte mit mehreren auf die Öffnungen ausgerichteten Ladeelektroden einer Tropfenerzeugungseinrichtung, mit deren Hufe kontinuierlich durch die Löcher strömende Aufzeichnungsflüssigkeitsstrahlen erzeugt und in Tröpfchen zum Aufladen durch die Ladeelektroden zerlegt werden, und mit einer Ablenkelektrodeneinrichtung zum Ablenken der Tröpfchen entsprechend der an sie angelegten Ladungen und einer Fängereinrichtung zum Auffangen derjenigen Tröpfchen, die um mehr als eine vorbestimmte Strecke abgelenkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelektrodeneinrichtung mehrere, im Winkel verlaufende, sich parallel zu den Positionslinien erstreckende Ablenkelektrodenpaare (64, 65; 164, 165) aufweist, die jeweils beiderseits zugehöriger Positionslinien so angebracht sind, daß Tröpfchen (70,170) aus Löchern (26) längs der zugehörigen Positionslinie zwischen ihnen hindurchtreten können, wodurch die Ablenkung in .einer senkrecht zu den Positionslinien verlaufenden Richtung erfolgt, und daß die Fängereinrichtung mehrere Tropfenfangflächen (68) aufweist, die im wesentlichen parallel zu den jeweils zugehörigen Positionierungslinien verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelektrodeneinrichtung ein isolierendes Teil (55) aufweist, das mit einer Reihe von im Winkel angeordneten Zähnen (57) versehen ist und zu beiden Seiten der Zähne (57) mit einem die Ablenkelektroden (64, 65; 164, 165) bildenden Leitermaterial beschichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den unteren Flächen der Zähne (57) bedeckte Kanäle (60) zum Sammeln und Ableiten der Flüssigkeit vorgesehen sind, die von den Zähnen (57) abgefangen und ihnen zugeführt wird.