NL8000886A - Druppelstraalbedekkingssysteem. - Google Patents

Description

* * Ίτ -1- 21150/CV/jb • Aanvrager: The Mead Corporation, Dayton, Ohio, Verenigde Staten van Amerika.

Korte aanduiding: Druppelstraalbedekkingssysteem.

5

De uitvinding heeft betrekking op met druppelstralen werkende optekeninrichtingen en dergelijke en meer in het bijzonder op de problemen, die samenhangen met de afsluitwerking van de drukkop bij dergelijke inrichtingen bij het voltooien van de gewenste mate van bedrukking.

10 Deze met druppelstralen werkende optekeninrichtingen maken gebruik van een vloeibaar bedekkingsmateriaal, zoals inkt, dat onder druk wordt gepompt naar een verdeelstuk, dat in verbinding staat met een aantal een kleine diameter bezittende doortochten, zoals bijvoorbeeld is beschreven in de amerikaanse octrooien 3.577.198 en 3.701.998. Indien 15 het bedekkingsmateriaal onder druk door de doortochten wordt uitgeworpen vormt het fijne draden bedekkingsmateriaal, welke dan uiteen worden gebroken in een aantal afzonderlijke druppels. In het punt waar de druppels van de draden of filamenten losbreken bewegen zij langs elektroden, welke, afhankelijk van het gewenste patroon van het bedekkings-20 materiaal op een opnemend orgaan, dat onder de druppelopwekker wordt verplaatst; iedere druppel van het bedekkingsmateriaal hetzij laden of niet laden.

Een elektrisch afbuigveld wordt benedenstrooms van de op-laadringen gevormd en alle druppels welke tijdens het bewegen langs de 25 laadringen een lading ontvangen worden vanaf een baan door het afbuigveld afgebogen. Verder is een opvangorgaan aangebracht in het systeem voor het opvangen van die druppels waarvan het gewenst is dat voorkomen wordt, dat zij het opnemende orgaan bereiken. Door het aanbrengen van geschikte laadsignalen op de druppels kan dus een zichtbaar en door 30 een mens af te lezen weergave op het opneemmedium worden gevormd.

Het zal duidelijk zijn, dat het probleem met betrekking tot hetspetteren van bedekkingsmateriaal op bestanddelen van het systeem kritisch is omdat een optekensysteera van dit type, waarin meerdere inkt-stralen worden toegepast,vereist, dat de stromen van druppels dicht bij 35 elkaar zijn gelegen. Dit vereist op zijn beurt dicht bij elkaar gelegen 80 0 0 8 86

V

·% -2- 21150/CV/jb • doortochten en dicht bij elkaar gelegen laadelektrodes. Met dergelijke dicht bij elkaar gelegen druppelstromen is het moeilijk de dicht bij elkaar gelegen bestanddelen van het systeem vrij te houden van inkt, dat elektrisch geleidend is en dus kortsluiting en andere elektrische proble-5 men kan veroorzaken. Verder laat verdamping van de inkt een rest achter op het desbetreffende bestanddeel van het systeem, welke rest zich kan opbouwen en eventueel de werking nadelig beïnvloeden.

Deze problemen zijn in het bijzonder moeilijk te ondervangen tijdens het op gang brengen en uitschakelen van de met inktdruppels 10 werkende optekeninrichtingen. Indien bijvoorbeeld tijdens het op gang brengen de stroming van inkt naar de druppelopwekker op gang wordt gebracht door het eenvoudig openen van een toevoerleiding naar het ver-deelstuk zal een bepaalde eindige tijdsperiode nodig zijn voordat de normale werkdruk wordt bereikt. Gedurende deze tijdsduur zal de inkt 15 aanvankelijk vanaf iedere doortocht sijpelen en langs de bodem van de doortochplaat afhangende materiaalmassa’s vormen. Indien de druk toeneemt in het verdeelstuk zullen tenslotte ongeregelde inktstralen uit de doortochten worden uitgestoten, welke inktstralen slechts stabiel worden nadat de overmaat inkt langs de onderzijde van de van doortochten voor-20 ziene plaat door meeslepen met de stralen is weggevoerd.

Bij het uitschakelen vindt een tegengesteld probleem plaats. Indien de inkt-toevoer naar het verdeelstuk eenvoudig wordt uitgeschakeld zal de druk geleidelijk afnemen, waardoor de vloeiende inktstralen samen zullen klappen en uiteindelijk een . nadruppelen van inkt uit de doortoch-25 ten zal optreden. Uiteraard zal daarbij een spetteren van inkt plaats vinden, hetgeen elektrische kortsluiting,verbrandingen en een opbouwen van resten op bepaalde delen tot gevolg kan hebben.

Verschillende pogingen zijn gedaan om een uitschakelprobleem op te lossen. Zo is bijvoorbeeld in het amerikaanse octrooi 3.618.858 30 voorgesteld laadelektrodes toe te passen met open zijden, die tijdens het op gang brengen en uitschakelen uit de weg worden verplaatst. In de amerikaanse octrooien 3.891.121 en 4.042.937 wordt voorgesteld het gelijktijdig sluiten van de fluïdumtoevoer-inlaatklep naar het inkt-verdeelstuk het openen van een uitlaatklep van het verdeelstuk naar 35 een vacuümbron.

80 0 0 8 85 -3- 21150/CV/jb . Geen van de bekende uitschakelmethodea zijn echter geheel tevredenstellend gebleken. Gebruik van beweegbare ladingselektroden draagt bij tot een gecompliceerde bouw van de optekeninrichting, terwijl het sluiten van de fluïdumtoevoer inlaat en het gelijktijdig in verbin-5 ding brengen van het inkttoevoer-verdeelstuk met een vacuümbron resulteert in drukschommelingen in het verdeelstuk en neigt tot een aanzuigen van lucht en andere verontreinigingen in de inkttoevoer.Dit brengt de noodzaak met zich mee van reinigingsprocedures voor het verwijderen van de lucht en de vervuilende bestanddelen op een later tijdstip.

10 Het probleem van het bereiken van een nette uitschakeling is in het bijzonder acuut bij toepassingen bij in kantoren gebruikte kopieer-inrichtingen en dergelijke, waarbij inkt steeds in het verdeelstuk wordt gehouden ten einde een snel op gang brengen van de met stralen werkende optekeninrichtingen moge lijk te maken. De noodzaak van een reinigings- of 15 zuiveringsprocedure voorafgaand aan iedere start vergroot in aanzienlijke mate de voor het op gang brengen van iedere kopieer-kringloop vereiste tijd en is dan ook bijzonder ongewenst. Dienovereenkomstig bestaat er nog steeds een behoefte aan een eenvoudige uitschakelprocedure, waarbij een rond spetteren van inkt zal worden voorkomen en toch lucht en andere 20 verontreinigende bestanddelen uit de inkttoevoer worden gehouden.

In overeenstemming met de huidige uitvinding is voorzien in een met inktstralen werkende optekeninrichting voorzien van een inktstraal beeldstaaf welke een inktverdeelstuk en een van meerdere doortochten voorziene plaat omvat. Een inkttoevoer onder druk is aangesloten op het 25 verdeelstuk via een inlaatklep. Bij het uitlaateinde van het verdeelstak verbindt een tweede klep het verdeelstuk met een vacuümbron. Verder is een regelinrichting aangebracht om het openen en de sluiting van de kleppen in de juiste volgorde te doen verlopen.

Tijdens bedrijf van de optekeninrichting is de inlaatklep 30 naar het verdeelstik open, terwijl de uitlaatzijklep is gesloten. Bij het uitschakelen wordt de inlaatklep gesloten en begint de druk binnen het verdeelstuk te dalen. Deze drukdaling wordt bewaakt door de regel·· eenheid tot dat het een punt juist boven de minimale werkdruk, die is vereist voor het handhaven van een juist recht verloop van de druppelstraal-35 stroom, bereikt. Op dit tijdstip wordt de uitlaatklep geopend voor het tot 80 0 0 8 86 h 7 -4- 21150/CV/jb • stand brengen van een verbinding met een vacuUmbron waardoor een snelle beëindiging van de inktstroming door de doortochten wordt veroorzaakt en een nette uitschakeling wordt verkregen.

Dienovereenkomstig is het een oogmerk van de huidige 5 uitvinding een eenvoudig betrouwbaar orgaan en werkwijze te verkrijgen voor het waarborgen van een nette ^uitschakeling van een met inktstralen werkende op tekeninr ich t ing.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van een in bijgaande figuren schematisch weergegeven uitvoerings-10 voorbeeld van de constructie volgens de uitvinding.

Fig. 1 toont schematisch een gebruikelijke met inktstralen werkende bedekkingsinrichting te samen met een regeleenheid en inlaat- en uitlaatkleppen.

Fig. 2a en 2b tonen grafieken waarin de drukdaling in het ver-15 deelstuk van een met een druppelstraal werkende bedekkingsinrichting tegen de tijd is uitgezet.

Zoals is afgebeeld in fig. 1 wordt een vloeibaar bedekkings-materiaal, zoals inkt, toegevoerd vanuit een reservoir , met behulp van een pomp 11 door een leiding 12 en een inlaatklep 14 naar een opteken-20 kop 16. De ter wille van de overzichtelijkheid schematisch weergegeven optekenkop 16 heeft bij voorkeur een laminaire constructie zoals omschreven in het amerikaanse octrooi 3.586.907 en produceert een reeks van in langsrichting op afstand van elkaar gelegen stralen. Indien gewenst kan de optekenkop een reeks stralen produceren, die in twee 25 evenwijdige rijen zijn gelegen, zoals omschreven in het amerikaanse octrooi 3.701.998. Gebruikelijk zullen de doortochten 18 in de optekenkop 16 een diameter hebben, die ligt tussen ongeveer 0,02 mm - 0,05 mm, terwijl de onderlinge hart-afstand tussen de openingen 18 ongeveer 0,5 mm of minder zal bedragen.

30 De belangrijkste elementen van de optekenkop 16 zijn een toe- voerverdeelstuk 20 voor het vloeibare bedekkingsmateriaal, een doortocht-plaat 22, een laadringplaat 24, afbuigelektrodes 26 en een opvangorgaan 28. De inkt in het verdeelstuk 20 zal onder de door de pomp 11 opgewekte druk stromen door de openingen 18 voor het vormen van stromen van 35 druppels 30. De niet afgebogen druppels worden dan in een leesbaar patroon 800 0 8 86 -5- 21150/CV/jb . op een baan 32 afgedrukt. Een positieve druk in het verdeelstuk 20 wordt vereist voor een inktstroming door de doortochten 18.

Een uitlaatklep 34 verbindt de uitlaat van het verdeelstuk 20 met een vacuümbron 36. De uitlaatklep 34 evenals de inlaatklep 14 5 zijn bij voorkeur door solenoïdes bediende kleppen, die te bedienen zijn met behulp van elektrische signalen van een regeleenheid 38. In een voorkeursuitvoeringsvorm is een druk waarneem-overbrenger 40 eveneens met het verdeelstuk 20 verbonden voor het waarnemen van eventuele druk-wijzigingen daarin. De overbrenger 40 is eveneens in een elektrische ^ verbinding met de regeleenheid 38.

Tijdens normaal bedrijf van de optekeninrichting zal bedekkings-materiaal, zoals inkt, worden toegevoerd aan het verdeelstuk 20 onder een druk van ongeveer 30 psi boven de atmosfeer (alle verwijzingen naar de druk zullen zijn met betrekking tot de atmosferische druk). Deze normale werkdruk kan enigzins.variëren en afhankelijk van de viscositeit van het desbetreffende bedekkingsmateriaal dat wordt gebruikt en de diameter en de vormgeving van de doortochten in de doortochtplaat 22. Voor gebruikelijke op water gebaseerde voor het met stralen drukken bestemde inktsoorten, die een viscositeit hebben van 1-3 centipoise en bij doortochten 20 van 0,85 - 2,0 mil diameter zullen bedrijfsdrukken van 12-30 psi een tevredenstellend recht verloop van de straalstromen tot gevolg hebben.

Voor het op gang brengen van een uitschakelen van de optekeninrichting zendt <fe regeleenheid 38 een elektfisch signaal uit, dat een sluiten van de inlaatklep 14 bewerkstelligt. De rechte stromen van inkt-25 druppels zullen daarbij voortgaand worden uitgestoten uit de doortochten terwijl de druk in het verdeelstuk 20 daalt. Zoals afgebeeld in figuur 2a zal, indien de inlaatklep wordt gesloten, de druk in het toevoerverdeel- stuk dalen gedurende een periode van enige seconden tot dat deze druk nagenoeg de atmosferische druk bereikt. Op een bepaald tijdstip tijdens 30 het uitschakelen zal echter de druk m het verdeelstuk dalen onder de minimale druk, die nodig is om een recht verloop van de straalstroom te handhaven. Voor een gebruikelijke op water gebaseerde inkt, die geschikt is voor het drukken met stralen zal dit ongeveer 8-10 psi zijn. Indien verder niets wordt gèdaan.zullen, indien de druk in het verdeelstuk onder 35 dat minimum daalt, de straalstromen eratisch worden en inkt spetteren 800 0 8 86 b -6- 21150/CV/jb . op de bestanddelen van de optekeninrichting. Dit spetter-probleem wordt echter opgelost indien bij of een weinig boven deze minimale bedrijfsdruk de regeleenheid 38 de uitlaatklep 34 opent voor het verkrijgen van een verbinding met de vacuümbron 36. Zoals in figuur 2b is afgebeeld bewerk-5 stelligt een in verbinding brengen van het verdeelstuk met een vacuümbron nagenoeg onmiddellijk een daling van de druk in het verdeelstuk tot de atmosferische druk. Ten gevolge van de oppervlaktespanning van het bedekkingsmateriaal en de kleine afmetingen van de doortochten zal de inktstroming door de doortochten onmiddellijk eindigen, hetgeen resulteert 10 in een net uitschakelen.

Het is gebleken, dat slechts een licht vacuüm· behoeft te worden getrokken voor het verkrijgen van dit resultaat. Voor gebruikelijke op water gebaseerde inkten geschikt . voor het drukken met stralen zal een vacuüm van slechts 0,2-0,8 psi onder de atmosferische druk uitstekende 15 resultaten met zich meebrengen. Indien een hoger vacuüm wordt getrokken treedt de neiging op tot het aanzuigen van lucht en andere verontreinigingen in het verdeelstuk, terwijl gebruik van een lagere vacuüm-niveau resulteert in enige materiaallekkage uit de doortochten. Uiteraard zullen de viscositeit van het bedekkingsmateriaal en de afmetingen van de toegepaste 20 doortochten een effect hebben op de optimale waarde van het vereiste vacuüm.

De regeleenheid kan zijn uitgerust met een eenvoudig tijd-mechanisme, dat nadat de inlaatklep 14 is gesloten na een bepaald tijdsverloop de opening van de uitlaatklep 34 zal activeren. De tijdregeling 25 kan worden ingesteld afhankelijk van het bepaalde gebruikte bedekkingsmateriaal. De tijd vereist voor het verminderen van de minimale druk voor het handhaven van een recht verloop van de stralen zal variëren en afhangen van de kenmerken van het bedekkingsmateriaal, de kleppen en het volume van het verdeelstuk. Een kleiner inktverdeelstuk vermindert 30 de tijd evenals het gebruik van door solenoïdes bediende kleppen van het plunjer-type. De totale tijd kan zodoende variëren van de 2,5 seconden afgebeeld in figuur 2b tot zo weinig als 0,05 seconden. In een voorkeursuitvoeringsvorm neemt echter een drukwaarneménds overbrenger 40 de druk in het verdeelstuk 20 waar waardoor het aan de regeleenheid 38 mogelijk 35 wordt gemaakt om te bewerkstelligen, dat de uitlaatklep 34 opent, indien de druk in de verdeelstuk is op of een weinig boven de minimale druk^ 800 0 8 86 -7- 21150/CV/jb die wordt vereist om een recht verloop van de straalstromen te handhaven.

De regeleenheid kan weer worden ingesteld voor het desbetreffende bedekkingsmateriaal en de afmeting van de doortocht, die in de opteken-inrichting wordt gebruikt.

2 Ofschoon de hierboven beschreven inrichting en werkwijze voor keursuitvoeringsvormen van de uitvinding vormen zal het duidelijk zijn, dat de uitvinding niet op deze werkwijze en inrichting beperkt is, maai dat daarop wijzigingen en/of aanvullingen kunnen worden aangebracht binnen de geest en beschermingsomvang van de uitvinding.

-Conclusies- 80 0 0 8 86

Claims (7)

1. 3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het regelorgaan is voorzien van een vooraf instelbaar tijdregelorgaan, dat 25 wordt geactiveerd door het sluiten van de inlaatklep ter bepaling van het tijdstip van opening van de uitlaatklep.
2. 4. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vacuümbron op 0,2 - 0,8 psi onder de druk van de omgevingslucht is gelegen. 30 5.Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inlaat- en uitlaatkleppen worden gevormd door met solenoï-des bediende kleppen.
3. 6. Werkwijze voor het uitschakelen van een met inktstralen werkende bedekkingsinrichting voorzien van een bedekkingskop, die is 35 verbonden met een toevoer van onder druk staande bedekkingsmateriaal en die is voorzien van een aantal doortochten en een verdeelstuk voor het 80 0 0 8 86 S- . -9- 21150/CV/jb . afleveren van vloeibaar bedekkingsmateriaal aan de doortochten, terwijl verder een inlaatklep en een met een vacuümbron verbonden uitlaatklep zijn aangebracht, met het kenmerk, dat de inlaatklep wcrdt gesloten en de uitlaatklep wordt geopend voor het tot stand brengen van een verbinding 5 met de vacuümbron op een tijdstip waarop de druk in het verdeelstuk een weinig boven de minimale druk, die noodzakelijk is voor het handhaven van een normale druk, is gelegen.
4. 7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de druk-daling in het verdeelstuk wordt waargenomen.
5. 8. Werkwijze volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat de vacuümbron zich bevindt op een druk van 0,2 - 0,8 psi onder de druk van de omgevingslucht.
6. 9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de normale druk die noodzakelijk is voor het handhaven van een normale 15 werking 8 pounds per vierkante inch bedraagd.
7. 10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de uitlaatklep ongeveer 0,05 - 2,5 seconden nadat de inlaatklep is gesloten, wordt geopend, afhankelijk van de kenmerken van het systeem. 20 \ 800 0 8 36