DE2926869A1

DE2926869A1 - Tintenstrahl-sammelsystem

Info

Publication number: DE2926869A1
Application number: DE19792926869
Authority: DE
Inventors: Casey S Vandervalk
Original assignee: Dennison Manufacturing Co
Current assignee: Dennison Manufacturing Co
Priority date: 1978-07-03
Filing date: 1979-07-03
Publication date: 1980-01-17
Also published as: AU4959279A; GB2024723B; SE7905835L; JPS5530989A; GB2024723A; US4184167A

Description

DIPL. ING. HEINZ BARDEHLE DIPL. CHEM. DR. PETER FÜRNISS

PATENTANWÄLTE München, 3. Juli 1979

Aktenzeichen .·
Anmelder:

Dennison Manufacturing Company 300 Howard Street Framingham, Mass.01701 USA

Unser Zeichen: ρ 2917

"Tintenstrahl-Sammelsystem"

Kanzlei: Herrnstraße 15, München 23

Titel: Tintenstrahl-Sammelsystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tintenstrahl-Schreibsystem, insbesondere auf das Einsammeln der während des Tintenstrahl-Schreibvorganges nicht verwendeten Tinte.

Das Schreiben mit einem Tintenstrahl schließt die Projektion von Tinte aus einer Düse oder Rohr auf ein Aufnahmemedium in sich ein. Die Tintenstrahl-Systeme können in zwei weite Kategorien .in Abhängigkeit von dem Gehalt an durch das System erzeugten Tintentropfen, welche letztlich auf das Aufnahmemedium aufprallen. Die eine Kategorie der Tintenstrahlgeräte, die sogenannten "Tropfen-Nach-Bedarf"-Systeme, bildet Tintentropfen in Abhängigkeit von einem Videosignal, wobei alle diese Tropfen zur Aufnahme verwendet werden. Zwei Beispiele dieser Lösungsart sind durch die US-PS 2,143,376 und US-PS 3,341,859 bekannt. In diesen Systemen ist hinter dem Aufnahmemittel ein leitender Stab angeordnet und es wird Tinte von der Düse als Antwort auf einen angewandten Spannungsimpuls von entgegengesetzter Polarität aufgenommen.

Die Geräte der zweiten Kategorie, die "Kontinuierlicher Fluß"-Systerne,verwenden die Projektierung von Tinte durch eine vibrierende Düse, Die Tintentropfen treten durch einen Aufladetunnel, wo sie selektiv im Einklang mit einem Videosignal aufgeladen werden. Weiters sind entlang der Bahn eine Reihe von Ablenkplatten oder Elektroden angeordnet, welche dazu dienen,

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die aufgeladenen Tropfen im Verhältnis mit einer angewandten Spannungsdifferenz abzulenken. Diese Systeme variieren je nach dem, ob die aufgeladenen Tropfen schließlich beim Drukken verwendet werden, jedoch besitzen alle die Eigenart, daß nur ein geringer Anteil der von der Düse projektierten Tintentropfen schließlich ihren Weg zu dem Aufnehmer finden.

Zu einem der Systeme mit kontinuierlichem Fluß muß daher die nichtverwendete Tinte wirksam eingesammelt und von dem Tintenstrombereich entfernt werden, um einen kontinuierlichen, ungehinderten Fluß der Tinte und eine effektive Ablenkung der aufgeladenen Tintentropfen sicher zu stellen. Dies hat für solche Systeme Aufbauprobleme aufgeworfen. Bei einer der Methoden, welche auch dem Sammelsystem der Erfindung zugrunde liegt, werden die aufgeladenen Tropfen zu einer Schneide der Kollektorelektrode abgelenkt (deren Begleitelektrode als Ablenkelektrode bezeichnet wird), wo sie mit einem Vakuumsystem durch eine poröse, rostfreie Stahlwand der Kollektorelektrode aufgenommen und von dem Tintenstrombereich weggebracht wird. Geräte, welche diese Sammelinethode verwenden, sind durch die US-PS 3,916,412 von Hertz bekannt.

Ein Sammelsystem dieser bekannten Art kann effektiv nur diejenigen Tintentropfen entfernen, welche an die Schneide anstoßen. Streuende Tintentropfen, welche vorzeitig abgelenkt wurden und nicht auf die Schneide auftreffen, und auch Tintentropfen, welche von der Schneide abprallen, haften und trocknen auf den Oberflächen der Kollektor- und Ablenkelektroden an. Das Vakuum-Saugsystem ist nicht imstande, viele dieser Streutintentropfen zu entfernen. Die Verwendung eines zweiten Vakuum-Systemes zum Aufnehmen der Tintentropfen durch die Ablenkelektrode reduziert zwar die Anzahl der Tintentropfen, welche an der Oberfläche der Ablenkelektrode anhaften, es hat jedoch keine Einwirkung auf die Tropfen, welche auf der Ober-

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fläche der Kollektorelektrode zwischen der Schneide und dem Aufladetunnel haften.

Die Ansammlung von getrockneten Tintentropfen entlang der Kollektorelektrode interferiert mit dem für das kontinuierliche Tintenstrahlschreiben benötigten Fluß der Tintentropfen. Eine Anhäufung von getrockneten Tintentropfen entlang der Oberfläche der Kollektorelektrode , insbesondere an dem Punkt, wo der Kanal zwischen den Kollektor- und Ablenkelektroden durch die Anwesenheit einer Ablenkstufe (ein schmälerer Bereich von erhöhter Ablenkung) eingeengt wird, wird den Fluß der Tintentropfen durch den Elektrodenzusammenbau physikalisch behindern. Die Ansammlung von Tintentropfen entlang der Oberfläche der Kollektor- und Ablenkelektroden verhindert daher eine effektive Ablenkung von unerwünschten Tintentropfen. Der verengte Abstand zwischen den zwei Elektroden fördert das Auftreten eines elektrischen Bogens zwischen diesen, wodurch ein momentaner Spannungsabfall in beiden Elektroden erzeugt wird. Der intermittente Spannungsverlust verhindert eine kontinuierliche Ablenkung und vereitelt das effektive Schreiben des gewünschten Zeichens. Darüberhinaus können die auf den Oberflächen den Kollektor- und Ablenkelektroden getrockneten Tintentropfen an dem Punkt, wo eine richtige Brücke zwischen den beiden Elektroden gebildet wird, sich ansammeln, wodurch die Elektroden verkürzt und der Ablenkprozess gänzlich angehalten wird.

Die Probleme, welche durch das Antrocknen der Tintentropfen an dem Elektrodenaufbau verursacht werden, sind besonders ernst, wenn eine auf einem Lösungsmittel beruhende Tinte verwendet wird. Zum Schreiben auf Papier oder andere poröse Oberflächen ist es möglich,eine auf Wasser basierende Tinte mit trocknenden Inhibitoren zu verwenden. Zum Schreiben auf solchen Oberflächen wie Metall ist es jedoch nötig, eine auf ein Lösungsmittel basierende Tinte zu verwenden. Diese Art von Tinte trocknet

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leicht an unerwünschten Stellen an, wenn sein Lösungsmittelgehalt nicht aufrechterhalten wird.

Dementsprechend besteht eine erste Aufgabe der Erfindung darin, einen kontinuierlichen, ungehemmten Fluß von Tintentropfen durch einen Elektrodenaufbau während dem Farbstrahlschreiben zu erreichen. Auch soll ein Ansammeln von gestrockneten Tropfen auf der Oberfläche der Kollektorelektrode verhindert werden. Eine andere Aufgabe besteht darin, die Streutintentropfen einzusammeln und zu entfernen, bevor diese auf der Oberfläche der Kollektorelektrode eintrocknen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kontinuierliche Ablenkung der für das Schreiben nicht verwendeten Tintentropfen auszuführen. Auch soll ein sporadisches Abfallen der Spannung während der Bogenbildung verhindert werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Verhinderung des Aufbaues von Tintentropfen als Brücke zwischen den Kollektor- und Ablenkelektroden, und es sollen die Streutintentropfen an einem Anhaften an der Ablenkelektrode gehindert werden.

Noch eine weitere Aufgabe ist die Verbesserung des Tintenstrahlschreiber mit Hilfe von auf Lösungsmittel basierender Tinte.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Tintenstrahl-Sammelsystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Das Tintenstrahl-Sammelsystem nach der Erfindung enthält einen Elektroden-Zusammenbau, eine Vakuumpumpe, einen Sammelbehälter, Kunststoffrohre und Kunststofftrichter und einen Filter. Gemäß einem Merkmal der Erfindung treten von einer Tintendüse projektierende Tintentropfen durch einen Aufladetunnel eines

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Elektroden-Zusammenbaues, wo sie selektiv aufgeladen werden, damit die aufgeladenen Tropfen aus dem System entfernt werden. Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung werden die meisten so aufgeladenen Tropfen an einer Schneide einer Kollektorelektrode abgelenkt, wo eine Vakuumpumpe die Tropfen durch eine poröse, rostfreie Stahlwand der Elektrode aufsaugt.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung tritt die gesammelte Tinte von der Kollektorelektrode durch Kunststoffrohre in einen Sammelbehälter, wo das Lösungsmittel der Tinte verdunstet und sich mit der Luft mischt. Erfindungsgemäß wird diese mit Lösungsmittel beladene Luft zu einem Filter geleitet, welcher die Tintenpartikel entfernt. Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung tritt die mit Lösungsmittel beladene Luft in die Pumpe, von wo aus sie durch ein weiteres Rohr zu der Ablenkelektrode geführt wird.

Desweiteren wird erfindungsgemäß die mit Lösungsmittel beladene Luft in der Ablenkelektrode durch eine poröse, rostfreie Innenstahlwand ausströmen. Dies schafft eine nahezu undurchdringbare Schranke für kleinere Tintentropfen, welche diese Tintentropfen veranlaßt, zu der Schneide der Kollektorelektröde abgelenkt zu werden, wodurch die Anzahl der Tintentropfen, welche an der Ablenkelektrode anstoßen, drastisch herabgesetzt wird.

Einem weiteren Merkmal der Erfindung entsprechend gibt die Anwesenheit der austretenden, mit Lösungsmittel beladenen Luft die Sicherheit, daß die Tintentropfen, welche vorzeitig zur Oberfläche der Kollektorelektrode nahe dem Aufladetunnel, abgelenkt werden, flüssig bleiben. Dieses ermöglicht, daß solche vorzeitig abgelenkten Tropfen eventuell durch die Kollektorelektrode über die Vakuumpumpe aufgesogen werden.

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Die vorhergehenden und zusätzlichen Merkmale der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des Sammelsystemes nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Elektroden-Zusammenbaubereiches gemäß Fig. 1.

Zum Zwecke der detaillierten Beschreibung der Erfindung wird auf die Fig. 1 und 2 bezug genommen. Das Tintenstrahl-Sammelsystem nach der Erfindung, welches durch das Bezugszeichen in Fig. 1 gekennzeichnet wird, enthält eine Vakuumpumpe 10 mit einem Ansaugeingang und einem Gebläseausgang, einen Sammelbehälter 20, Kunststoffrohre 30, 31 und 32, Kunststofftrichter 35c und 35d und einen Filter 40. Von einer Düse (nicht dargestellt) projezierte Tintentropfen treten in den Elektroden-Zusammenbau 15 durch einen Aufladetunnel 65 ein, wo sie selektiv elektronisch aufgeladen werden in Übereinstimmung mit einem von einem Zeichengenerator (nicht dargestelt) übermittelten Videosignal. Die aufgeladenen Tropfen werden in dem elektrischen Feld zwischen den Kollektor- und Ablenkelektroden 60 bzw. 50 zu einer Schneide 57 abgelenkt, welche an dem entfernteren Ende der Kollektoreiektrode 50 vorgesehen ist. Die stärkste Ablenkung tritt in dem Bereich einer Ablenkstufe 61 auf, welche aus einer besonderen Auflage von porösem, rostfreiem Stahl an der Innenwand der Ablenkelektrode 60 besteht. Die unaufgeladenen Tintentropfen treten unabgelenkt durch den Elektroden-Zusammenbau 15, die gewünschte Abbildung nachbildend.

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Der Ablenkprozess ist Fehlern unterworfen, welche von den unterschiedlichen Toleranzen in dem System herrühren, wie dies in der schematischen Ansicht des Elektrodenbereiches in Fig. 2 dargestellt wird. Der Tintenstrom 70 löst sich nach dem Eintritt in die Aufladeelektrode 65 in Einzeltropfen auf, welche selektiv aufgeladen werden. Die unaufgeladenen Tropfen setzen unabgelenkt in Form eines Stroms 75 ihren Weg in Richtung Aufnahmemedium, also in Richtung A fort. Vorausgesetzt, daß diese aufgeladenen Tropfen allgemein entlang einer Bahn 80 abgelenkt werden, so daß sie der Schneide 57 anschlagen, so wird diese sie veranlassen, durch die innere Wand der Kollektorelektrode 50 geleitet zu werden. Sicher werden jedoch Tropfen vorzeitig abgelenkt und neigen dazu, auf die Kollektorelektrode 50 an einigen solchen Stellen wie 85, knapp vor der Schneide 57, anzustoßen. Diese Tropfen werden trocknen und sich in Gruppen aufbauen,wenn sie nicht gesteuert werden. Andere Tropfen wieder können in Richtung der Ablenkstufe 61 abweichen, wie dies durch die Bahn 90 dargestellt ist. Die Ablenkstufe 61 schafft einen engeren Durchgang, welcher das elektrische Feld erhöht, schafft jedoch gleichzeitig ein größeres Risiko der Tropfenablagerung und des Auftretens eines elektrischen Bogens. Schließlich erzeugt das Auftreffen des abgelenkten Tintenstromes gegen die Schneide 57 einen Nebel, welcher sich zum Großteil in Richtung B zur Innenwand der Ablenkelektrode 60 hin bewegt.

Jene Tropfen, welche genau auf die Schneide 57 auftreffen, werden unter Einwirkung einer Vakuumpumpe 10 durch die poröse Innenwand (welche in vorteilhafter Weise aus porösem, rostfreiem Stahl gefertigt ist) der Kollektorelektrode 50 aufgenommen. Diese Tintentropfen treten durch einen Kunststofftrichter 35c innerhalb der Kollektorelektrode 50 und fließen dann durch ein Kunststoffrohr 30 zu einem Sammelbehälter 20. Der Sammelbehälter 20 hat, so wie die anderen angeschlossenen Teile des Systemes, eine luftdichte Abdichtung. Hier verdunstet das Lösungs-

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mittel der Tinte 25 und mischt sich mit der Luft innerhalb des Sammelbehälters. Mit Lösungsmittel angereicherte Luft 27 wird durch die Vakuumpumpe 10 und über ein Rohr 31 durch einen Filter 40, welcher noch vorhandene Tintenpartikel herausfiltert, angesogen. Die in dem Sammelbehälter 20 und durch den "Filter 40 entzogenen Tintenpartikel werden periodisch durch Leerung des Sammelbehälters aus dem System entfernt.

Die mit Lösungsmittel beladene Luft 27 tritt in die Vakuumpumpe ein und wird über den Gebläseausgang durch das Kunststoffrohr 32 zu der Ablenkelektrode 60 gepumpt. Die mit Lösungsmittel beladene Luft 27 tritt durch einen Kunststofftrichter 35d innerhalb der Ablenkelektrode 61 und wird von der porösen, rostfreien Stahl-Innenwand (nicht dargestellt) der Ablenkelektrode 60 ausgeströmt. Die austretende, mit Lösungsmittel beladene Luft bildet eine Schranke (im Bereich 95 der Fig. 2), welche die streuenden Tintentropfen (nicht dargestellt) an einem Ansetzen und Antrocknen auf der Oberfläche der Ablenkelektrode 60 hindert. Dies ist für fast alle größeren Tropfen wirksam. Zusätzlich verhindert die mit Lösungsmittel beladene Luft 27 das Trocknen der Tintentropfen 25, welche an der Oberfläche der Kollektorelektrode 50 nahe der Schneide 57 angeschlagen haben. Dies stellt sicher, daß solche Tropfen durch die Innenwand 50c der Kollektorelektrode 60 aufgenommen werden.

Wenn erwünscht,. kann eine zweite Vakuumpumpe (nicht dargestellt) mit einem Gebläseausgang in der Nachbarschaft des Elektroden-Zuammenbaus 15 vorgesehen werden, sie muß jedoch so angebracht sein, daß keine Interferenz mit dem Tintenstrom 25 stattfindet. Diese Pumpe wird dazu verwendet, um das System allgemein frei von Staub und anderen unerwünschten Teilchen zu halten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Tintenstrahl-Schreibsystem, dadurch gekennzeichnet, daß Tropfen eines Tintenstrahles von einer porösen Kollektorelektrode (50) zu einem Sammelbehälter (20) , in welchem eine Komponente der Tinte von dieser separiert wird, geleitet werden.

3.

System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente ein Tintenlösungsmittel ist und in dem Sammelbehälter (20) verdampft wird.

System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verdampfte Lösungsmittel in dem Sammelbehälter (20) mit Luft gemischt und zu einer porösen Innenwand einer Ablenkelektrode (60) geleitet wird.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entfernen der Tintentropfenpartikel aus der mit Lösungsmittel gemischten Luft ein Filter (40) vorgesehen ist.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintentropfen von der Kollektorelek-

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trode(50) durch einen Trichter (35c), welcher zu einem Sammelbehälter (20) führt, geleitet werden.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Lösungsmittel beladene Luft von dem Sammelbehälter (20) zu einer Ablenkelektrode (60) durch einen zwischen diesen sich befindenden Trichter (35d) geleitet wird.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Lösungsmittel beladene Luft von dem Sammelbehälter (20) zu der Ablenkelektrode (60) durch eine einen Ansaugeingang und einen Gebläseausgang aufweisende Vakuumpumpe (10) geleitet wird.

8. Verfahren zum Steuern aufgeladener Tintentropfen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Auffangen von selektiv abgelenkten Tintentropfen; Aufnahme der aufgefangenen Tropfen durch eine Kollektorelektrode (50) ;

- Separieren einer Komponente der gesammelten Tintentropfen von ihrem Rest.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente ein Lösungsmittel ist, welches verdampft wird, um mit Lösungsmittel beladene Luft zu erhalten, und daß die mit Lösungsmittel beladene Luft durch eine Ablenkelektrode (60) in einen Bereich zwischen die Ablenk- (60) und Kollektorelektrode (50) gezwungen wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Lösungsmittel beladene Luft gefiltert wird, um restliche Tintenpartikel zu entfernen, und daß diese in einem Behälter gesammelt und periodisch aus dieser entfernt werden.

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