DE3347175A1 - Fluessigkeitsstrahl-erzeugungsgeraet - Google Patents
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Description
RWE;
PV f\ .:... ; λ /;,..:.. -..'".-" Dipl.-Ing. H.Tiedtke
ReLLMANN - URAMS - OTRUiF Dipl.-Chem. G. Bühling
«λ ι 7 1 7 C Dipl.-Ing. R. Kinne
O O k I I / O _ Dipl.-Ing. R Grupe
Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams Dipi.-Chem. Dr. B. Struif
Bavarian ng 4, Postfach 202403 8000 München 2 Canon Kabushiki Kaisha je\ ■ 089-539653
Telex: 5-24845 tipat Tokyo, Japan Telecopier: 0 89-537377
cable: Germaniapatent München
27. Dezember 1983 DE 3579
Flüssigkeitsstrahl-Erzeugungsgerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitsstrahl-Erzeugungsgerät
und insbesondere auf ein Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät
mit einer verbesserten baulichen Ausbildung einer Fläche, in der die Austrittsöffnungen für die Flüssigkeit
angeordnet sind.
Ein Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät, das im folgenden der Einfachheit halber als Tintenstrahlschreiber bezeichnet
wird, wobei "Tinte" alle für eine Aufzeichnung geeigneten Flüssigkeiten umfaßt, weist gemäß dem Stand der Technik eine
Konstruktion auf, wie sie in den Fig. 1A und 1B der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. Hierbei zeigt die
Fig. 1A eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Tintenstrahlschreiber nach
dem Stand der Technik,
Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 ■ Bayet. Vereinsbank (München) Kto 508 941 Postschock f München! KIo. HV) 43-804
Fig. 1B einen schematischen Querschnitt nach der Linie 1(b) - 1(b) in der Fig. IA-.
Dieser Tintenstrahlschreiber hat eine Grundplatte 1, Zufuhröffnungen 102 für den Eintritt einer Flüssigkeit (z.B.Tinte)
und Haupt-Strömungswege 103, die die Tinte zu Abzweig-Strömungswegen
104 führen. Jeder Abzweig-Strömungsweg 104 ist mit einem Ausstoßenergie-Erzeugungselement 105 sowie mit einer
Austrittsöffnung 106a bzw. 106b versehen, die in einer Lochoder Düsenplatte 107 angeordnet sind.
Der Tintenstrahlschreiber ist ein Aufzeichnungsgerät, bei
dem während des Schreib- oder Aufzeichnungsvorgangs Tintentröpfchen
aus den Austrittsöffnungen 106a und 106b ausgeschleudert werden, um den Aufzeichnungsvorgang zu bewerkstelligen.
Bei einem solchen Gerät ist manchmal der Fall eingetreten, daß sich dann, wenn nach dem Ausschleudervorgang
ein Rückgewinnungsvorgang ausgeführt wird, der vorzunehmen ist, wenn keine Ausschleuderung oder eine unstetige Ausschleuderung
von Tropfen stattfindet, z.B. Abschließen oder Bedecken der Austrittsöffnungen und Saugwirkung auf die Tinte,
auf Grund des Verschließens nahe den Austrittsöffnungen
Tintenlachen ansammeln. Wenn solche Tintenlachen gebildet werden,dann wird die Geradlinigkeit der aus den Austritts-Öffnungen
ausgeschleuderten Tintentröpfchen durch die Lachen behindert, wodurch ein fehlerhaftes Drucken oder Schreiben
hervorgerufen wird. Ferner werden sich auch, wenn verschiedenfarbige
Tinten an den Austrittsöffnungen 106a, 106b ausgeschleudert werden, diese Tinten unterschiedlicher Farben
in den durch den erwähnten Rückgewinnungsvorgang od. dgl. erzeugten Tintenlachen auf Grund ihrer Oberflächenspannung
miteinander verbinden, und diese Mischfarbentinten sammeln
sich in Form von Tintenlachen nahe den Austrittsöffnungen an. Des weiteren wird, wenn die Mischfarbentinten von den
Austrittsöffnungen bis in die Abzweig-Strömungswege 104
und den Hauptströmungsweg 103 eindringen, dann Tinte mit unsauberen
oder unreinen Farben ausgeschleudert und aufgezeichnet. Falls darüber hinaus die miteinander vermischten Tinten
eine chemische Reaktion hervorrufen und Ablagerungen od. dgl. erzeugt werden, dann können sich diese Ablagerungen
in den Austrittsöffnungen ansammeln und diese verstopfen,
wodurch selbstverständlich nicht langer Tinte aus den Austrittsöffnungen
ausgeschleudert wird oder eine fehlerhafte Ausschleuderung erfolgt. Demzufolge hält sich, wenn Tintenlachen
nahe den Austrittsöffnungen auch nach dem Rückgewinnungsvorgang
verbleiben, nicht benötigte oder nicht verwendete Tinte nahe den Austrittsöffnungen, weshalb keine vollkommene
Ausschleuderung bewirkt wird, was zum Auftreten des oben genannten Problems oder der angeführten Schwierigkeiten
führen kann.
Wird die Lochplatte 107 parallel zur Oberfläche des Aufz'eichnungsmediums
bewegt, wenn die Fläche, in der die Austrittsöffnungen angeordnet sind, hin- und hergeht, dann ist auch
ein Problem insofern aufgetreten, als ein Teil des Aufzeichnungsmediums bzw. -trägers oder des Papierfördermechanismus,
z.B. ein Papierhaltee.lement, unmittelbar gegen die Austrittsöffnungen trifft oder stößt, wodurch die Öffnungen beschädigt
oder das Aufzeichnungspapier durch Tinte verfärbt wird. Es ist auch notwendig, daß der Abstand zwischen den in der
Lochplatte 107 angeordneten Austrittsöffnungen und dem Aufzeichnungsmedium
konstant eingehalten wird, um ein ganz genaues Auftreffen der aus den Austrittsöffnungen ausgeschleuderten
Tintentröpfchen auf dem Aufzeichnungsmedium herbeizuführen. Eine Abstandsmessung, wobei die Austrittsöffnungen
direkt berührt werden, kann jedoch nicht zur Anwendung kommen,
da eine Beschädigung der Austrittsöffnungen verhindert werden muß, weshalb unvermeidlich auf ein berührungsloses
Meßverfahren zur Abstandsbestimmung zurückgegriffen werden muß. Dadurch wird die Montagearbeit sehr schwierig. Darüber
hinaus werden bei einer Hin- und Herbewegung der Lochplatte nahe den Austrittsöffnungen Luftströmungen hervorgerufen,
was ebenfalls zum Auftreten eines Problems führt, daß nämlich die Richtung der aus den Austrittsöffnungen ausgeschleuderten
Tintentröpfchen gestört wird, was die Qualität der Aufzeichnung herabsetzt.
Die Erfindung wurde im Hinblick auf die oben erwähnten Probleme und Schwierigkeiten konzipiert, wobei die zu lösende Aufgabe
darin zu sehen ist, die Ausgestaltung der Lochplatte zu verbessern und damit ein Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät (Tintenstrahlschreiber) zu schaffen, das in der Lage
ist, eine bessere, dem Stand der Technik überlegene Aufzeichnung zu liefern.
Es soll also ein Tintenstrahlschreiber geschaffen werden, bei dem Tintenlachen und Mischungen verschieden-farbiger Tinten nicht auftreten, wobei des weiteren angestrebt wird,
einen Tintenstrahlschreiber so auszubilden, daß Tintentröpfchen zu einem ganz genauen Auftreffen auf dem Aufzeichnungsmedium
gebracht werden, um damit eine ausgezeichnete Qualität des Schreib- oder Druckerzeugnisses zu gewährleisten.
Es ist ferner ein Ziel der Erfindung, einen Tintenstrahlschreiber zu schaffen, der mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen
zum Ausschleudern von Flüssigkeit und Bilden von fliegenden Flüssigkeitströpfchen versehen ist, wobei eine. Vielzahl von
Flüssigkeitsströmungswegen mit den Austrittsöffnungen verbunden
ist und eine Vielzahl von den Austrittsöffnungen entsprechenden sowie zugeordneten Energieerzeugungselementen zum
Ausstoßen der Flüssigkeit vorhanden ist und in kennzeichnender Weise ein Trennelement an einer Fläche, in der die Austrittsöffnungen
angeordnet sind, vorgesehen ist, um die Vielzahl der Austrittsöffnungen in wenigstens zwei Reihen zu
unterteilen.
Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die
Fig. 2A und 2B erläutert, in denen die
Fig. 2A eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes und
Fig. 2B den schematischen Schnitt nach der Linie 2(b) - 2(b) in der Fig. 2A zeigt.
Der Erfindungsgegenstand umfaßt eine Grundplatte 201, Tintenzufuhröffnungen
202, einen Haupt-Strömungsweg 203, Abzweig-Strömungswege 204, Ausstoßenergie-Erzeugungselemente 205,
Austrittsöffnungen 206a sowie 206b, eine Loch- oder Düsenplatte 207 und eine Trennplatte 208, die zwischen einander
gegenüberliegenden .Austrittsöffnungen 206 angeordnet ist.
Durch die Tintenzufuhröffnungen 202 eingebrachte Tinte
strömt in Form von Tröpfchen von den Austrittsöffnungen 206a und 206b, die mit dem den Hauptweg 203 sowie die Abzweigwege
204 umfassenden Strömungsweg in Verbindung stehen, im Ansprechen auf die von den nahe den Enden der Abzweig-Strömungswege
an- und diesen zugeordneten Ausstoßenergie-Erzeugungselementen 205 entwickelten Energie aus.
Die Enden der Abzweig-Strömungswege 204 sind im gezeigten Beispiel segmentförmig ausgebildet, d.h., sie haben die
Form eines Kreisabschnitts, sie können jedoch auch andersartig ausgestaltet sein und sogar eine Rechteckgestalt haben.
Bei einem Tintenstrahlschreiber herkömmlicher Ausbildung
ist, wie schon gesagt wurde, manchmal der Fall eingetreten, daß sich die nahe den Austrittsöffnungen verbleibenden Tintentröpfchen
in Form von Tintenlachen sammeln, wenn der Druck an den Austrittsöffnungen in den A-bzweig-Strömungswegen 204
sowie dem Haupt-Strömungsweg 203 durch (nicht gezeigte) Druckminderelemente herabgesetzt wird und die Tinte in den
Strömungswegen 203, 204 an den Austrittsöffnungen abgeführt
wird.
Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung sind jedoch die
Austrittsöffnungen 206a und die Austrittsöffnungen 206b durch die ein Trennelement darstellende Trennplatte 208 voneinander
getrennt, so daß sich verschiedenartige Tinten nahe den Austrittsöffnungen
nicht miteinander vermischen. Wenn sich die Menge der nahe den Austrittsöffnungen angesammelten Tinte erhöht
und diese die Trennplatte 208 erreicht, dann wird die Tinte der Tintenlachen auf Grund der Oberflächenspannung der
Tinte zur Trennplatte 208 hin gezogen. Ferner wird, wenn die Lochplatte 207, in der die Austrittsöffnungen liegen, so angeordnet
wird, daß die Trennplatte 208 in der vertikalen Richtung längslaufend ist, die zur Trennplatte hin gezogene
überschüssige Tinte unter Führung durch die Trennplatte 208 abwärts fließen. Demzufolge mischen sich nahe den Austrittsöffnungen gesammelte Tinten nicht miteinander, weshalb auch
keine Ablagerungen in der Tinte der Tintenlachen gebildet und die Austrittsöffnungen nicht verstopft werden. Es.werden
somit auch niemals Aufzeichnungen mit gemischter, verfälschter
Farbe erzeugt. Die Trennplatte 208 dient auch als eine Führung, um den Abwärtsfluß der überschüssigen, nahe den
Austrittsöffnungen gesammelten Tinte zu lenken.
Wenn die die Trennplatte 208 aufweisende Lochplatte 207 in Gegenüberlage zum Aufzeichnungspapier hin- und herbewegt
wird, dann befindet sich die Trennplatte 208 näher am Aufzeichnungspapier als die Austrittsöffnungen, selbst wenn ein
Teil des Aufzeichnungsorgans oder ein Papierzufuhrmechanismus,
wie z.B. eine Papierhalterung, zur Lochplatte 207 vorragen und diese Platte 207 während der Hin- und Herbewegung
berührt, wodurch die Austrittsöffnungen durch die Trennplatte 208 geschützt werden. Damit berührt auch das Aufzeichnungsorgan
die Austrittsöffnungen nicht unmittelbar, womit
eine Verfärbung der Befleckung des Aufzeichnungsorgans oder
-mediums unterbunden wird.
Wenn mit der die Trennplatte 208 aufweisenden Lochplatte 207 der Abstand in Richtung der Höhe der Trennplatte 208 konstant
gemacht wird, dann kann die Norm zur Einhaltung des Abstands zwischen den Austrittsöffnungen und dem Aufzeichnungsorgan
oder -medium auf der zu diesem benachbarten Seite der Trennplatte 208 in konstanter Weise gewährleistet werden, wodurch
die Montage unter Anwendung einer Lichtraumlehre bewerkstelligt werden kann, um den Abstand zwischen den Austrittsöffnungen
und dem Aufzeichnungsträger genau einzuhalten, was bedeutet, daß eine Abstandsmessung mit einem berührenden
Meßsystem möglich ist.
Ferner kann, wenn die Höhe der Trennplatte 208 derart eingeregelt ist, daß das Aufzeichnungsorgan mit einem Teil der
Trennplatte 208 in Berührung ist, ein Aufzeichnen bewerkstelligt werden, wobei der Abstand zwischen den Austrittsöffnungen und dem Aufzeichnungsmedium immer konstant eingehalten
wird.
Wenn die Lochplatte 207, die mit den Austrittsöffnungen
206a, 206b versehen ist, ein Ausstoßen von Tintentröpfchen und ein Fliegen dieser auf das Aufzeichnungsmedium bei ihrem
Vorbeilaufen an diesem bewirkt, dann unterbindet die an der Lochplatte 207 vorhandene Trennplatte 208 eine Luftströmung
in der Nähe der Austrittsöffnungen, so daß die ausgeschleuderten
Tintentröpfchen keinerlei äußerem Einfluß ausgesetzt
werden, der Aufzeichnungs- oder Druckvorgang nicht gestört wird und immer ein ganz genaues Schreiben bewerkstelligt
werden kann.
Die Trennplatte 208 kann eine gleichartige Wirkung auch dann
herbeiführen, wenn die Austrittsöffnungen nicht wie im gezeigten
Beispiel matrixartig angeordnet sind, sondern Austrittsöffnungen zum Ausschleudern von Tinten verschiedenartiger
Färbung in einer Querrichtung angeordnet sind und die Trennplatte 208 zwischen diesen jeweiligen Austrittsöffnungen
vorgesehen ist.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind die einander gegenüberliegenden
Austrittsöffnungen versetzt zueinander angeordnet, was jedoch nicht zwingend ist, denn diese Austrittsöffnungen können auch in genau gegenständiger Lage angeordnet
sein.
Auch sind bei dem dargestellten Beispiel die Austrittsöffnungen in zwei Reihen zu je vier öffnungen angeordnet, jedoch
ist klar, daß die Anzahl der Öffnungen und die Anzahl der Reihen hierauf nicht beschränkt ist, was auch für die Ausgestaltung
usw. der Strömungswege gilt.
Die Trennplatte kann durch Ätzen eines Metalls oder durch Photoverformung einer lichtempfindlichen Zusammensetzung
gebildet sein, wofür verschiedene Materialien gewählt werden können. Ferner kann die Trennplatte aus dem gleichen Teil
wie die Düsenplatte 207 gebildet sein und sie kann auch zweiteilig gestaltet sein; kurz gesagt, kann die Trennplatte gemäß
irgendeinem Verfahren ausgebildet sein, das dafür als geeignet bei der Herstellung eines Tintenstrahlschreiber angesehen
wird.
Es ist vorzuziehen, daß wenigstens ein Teil der Trennplatte oder der Oberfläche, in der die Austrittsöffnungen angeordnet
sind, oder daß beide Teile wasserabstoßend, wenn eine Wasser-Tinte verwendet wird, und ölabstoßend, wenn eine Öl-Tinte
verwendet wird, ausgebildet werden. Wenn jedoch die
Fläche, in der die Austrittsöffnungen angeordnet sind, eine
der beiden oben genannten Eigenschaften hat, dann ist es
wünschenswert, daß die Oberfläche des Aufzeichnungs- oder Schreibkopfs, die dem Aufzeichnungsmedium bzw. -organ gegenüberliegt,
nur eine der beiden oben genannten Eigenschaften aufweist.
Um wenigstens einen Teil der Trennplatte oder der Oberfläche, in der die Austrittsöffnungen angeordnet sind, oder beide entweder
wasser- oder ölabstoßend zu machen, können das eine oder
andere oder beide Teile einer im allgemeinen bekannten Behandlung unterworfen werden, die eine der beiden Eigenschaften
hervorbringt; es können auch das Trennelement oder die die Austrittsöffnungen enthaltende Fläche oder beide unter
Verwendung eines Materials gebildet sein, das eine der beiden oben genannten Eigenschaften aufweist.
Als eine Behandlung, um die Wasser oder Öl abweisende Eigenschaft zu erreichen, soll eine allgemein bekannte Behandlung,
erwähnt werden, wobei Fluorverbindungen (z.B. organische Verbindungen mit einer Furf urol-Alkyl-Gruppe) , ein Silan- oder
ein Titan-Verbindungsagens zur Anwendung kommen, und es sollen allgemein bekannte Materialien, wie Fluorverbindungen,
z.B. Fluortetraäthylenharz, oder Silikon erwähnt werden.
Die Höhe und Breite der Trennplatte werden in Übereinstimmung mit den charakteristischen Eigenschaften und der Arbeitsweise
des Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgeräts bestimmt, sie müssen selbstverständlich jedoch so sein, daß
die ausgeschleuderten Flüssigkeitstropfen zumindest das Aufzeichnungsmedium akkurat erreichen. Die Trennplatte kann
nicht nur zwischen den einander gegenüberliegenden Austrittsöffnungen, sondern auch zwischen benachbarten Austrittsöffnungen angeordnet, sein, wenn sie so gestaltet ist, daß eine
Bewegung von Tintenlachen in gewünschter, positiver Weise auftritt.
BAD ORIGINAL
Auch wird in besonders bevorzugter Weise nicht nur eine,
sondern eine Vielzahl von Trennplatten zwischen benachbarten Austrittsöffnungen dann vorgesehen, wenn Tinten von
verschiedenen Arten (z.B. unterschiedlichen Farben) verwendet werden, weil damit ein Mischen der Tinten verhindert
wird.
Als Ausstoßenergie-Erzeugungselemente können allgemein bekannte Einrichtungen, z.B. elektro-thermische Wandler (Heizelemente)
oder elektro-mechanische Wandler (Piezo-Schwingelemente) zur Anwendung kommen.
BAD ORIGINAL
- Leerseite
Claims (18)
1. JFlüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät, das mit einer
Vielzahl von Austrittsöffnungen zum Ausschleudern einer
Flüssigkeit und zur Bildung von fliegenden Flüssigkeitströpfchen, mit einer Vielzahl von mit den Austrittsöffnungen
in Verbindung stehenden Strömungswegen sowie mit einer Vielzahl von den den Austrittsöffnungen zugeordneten
Ausstoßenergie-Erzeugungselementen versehen ist, gekennzeichnet durch ein an einer Fläche, in der die
Vielzahl der Austrittsöffnungen (206) angeordnet ist,
befindliches Trennelement (208), das die Vielzahl der Austrittsöffnungen in wenigstens zwei Reihen (206a, 206b)
unterteiIt.
Dresdner Bank (München) KIo. 3939 844 Bayer. Voreinsbank (München) KIo 508 941 Poslschock IMunc;hnn) Kto 6/0 43 804
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Trennelement (208) und das die die Austrittsöffnungen
(206) enthaltende Fläche bildende Element (207) zwei eigenständige Teile sind.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Trennelement (208) und das die die Austrittsöffnungen
(206) enthaltende Element (207) eirr einstückiges Teil sind.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Teil des Trennelements (208) wasserabstoßend ausgebildet ist.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Teil des Trennelements (208) ölabstoßend ausgebildet ist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Teil der Fläche, in der die Austrittsöffnungen (206) angeordnet sind, wasserabstoßend
ausgebildet ist.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis. 3, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Teil der Fläche, in der die Austrittsöffnungen (206) angeordnet sind, ölabstoßend ausgebildet
ist.
8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Trennelements (208) und der Fläche,
in der die Austrittsöffnungen (206) angeordnet sind, wasserabstoßend ausgebildet sind.
9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Trennelements (208) und der
Fläche, in der die Austrittsöffnungen (206) angeordnet
sind, ölabstoßend ausgebildet sind.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vielzahl von Trennelementen zwischen einer Austrittsöffnung und einer weiteren Austrittsöffnung
vorgesehen ist.
1T. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn-
- zeichent, daß die in Vielzahl vorhandenen Austrittsöffnungen
in zueinander versetzter Lage angeordnet sind.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die in Vielzahl vorhandenen Austrittsöffnungen in zueinander gegenständiger Lage angeordnet sind.
13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens das Trennelement aus Metall gebildet ist.
14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens das Trennelement aus einer lichtempfindlichen
Zusammensetzung gebildet ist.
15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der durch das Trennelement in eine Mehrzahl von Sätzen unterteilten Austrittsöffnungen mit
demselben Flüssigkeitsströmungsweg in Verbindung ist.
16. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitsströmungswege Haupt- sowie. Abzweig-Strömungswege (203, 204) umfassen und daß die
Ausstoßenergie-Erzeugungselemente (205)" für die Flüssigkeit in den Abzweig-Strömungswegen (204) angeordnet sind.
17. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausstoßenergie-Erzeugungselemente (205) nahe den Endstücken der Flüssigkeitsströmungswege angeordnet
sind.
18. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausstoßenergie-Erzeugungselemente (205) nahe den Endstücken der Flüssigkeitsströmungswege angeordnet sind und diese Endstücke als Kreisabschnitt ausgebildet
sind.
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