DE2350290A1 - DEVICE FOR RECORDING INK-JET IMAGES - Google Patents
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Description
AG FA-G EVAERT AGAG FA-G EVAERT AG
LEVERKUSEN
HS/MB LEVERKUSEN
HS / MB
Vorrichtung zur Aufzeichnung von Ink-Jet-BildernDevice for recording ink-jet images
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Ink-Jet-Bildern. Bei solchen Geräten tritt ein Tintenstrahl unter hohem Druck aus einer Spritzdüse aus, der dann entsprechend der aufzuzeichnenden Information (bildmäßig) durch elektrische bzw. magnetiaiftie Felder moduliert wird. Der Tintenstrahl wird auf einen saugfähigen Informationsträger aufgespritzt, der gegenüber der Spritzdüse vorbeiläuft. Vorrichtungen dieser Art sind z.B. beschrieben in der deutschen Auslegeschrift DT-AS 1 271 754 uncl in den US-Patentschriften US-PS 3 287 734p US 5 404 221„ rafi 13~SS 3 373 437°The invention relates to a device for recording ink-jet images. In such devices, an ink jet emerges from a spray nozzle under high pressure, which is then modulated (image-wise) by electrical or magnetic fields according to the information to be recorded. The ink jet is sprayed onto an absorbent information carrier which runs past the spray nozzle. Devices of this type are described in German Auslegeschrift DT-AS 1,271,754 Uncl in the US-patents US-PS 3 287 734p US 5,404,221 "rafi 13 ~ SS 3373437 eg °
Bei Ink-Jet-Verfahren, bei denen ein Tintenstrahl ams einer Spritzdüse unter hohem Druck herausgepresst wird und mittels einer Steuerelektrode nach Maßgabe der aufzuzeichnenden Information aufgeladen wird, wobei sich aus dem in Tröpfchen zerfallenden Tintenstrahl ein Sprühkegel mit veränderlicher Breite bildet, kommt der Blendenöffnung5die.den Öffnungs=· ■ winkel des für die InformationsaufZeichnung nutzbaren Sektors des Sprühkegels begrenzt, besondere Bedeutung"zu» Dies© Blendenöffnung muß möglichst klein gehalten iverden und sich möglichst nahe an dem Aufzeichnungsträger befinden ΰ um ein© hohe Auflösung und einsi geringen Schleier in den Bilcbyeißen zu erreichenο Zweckmäßigertreise beträgt &®v Durchmesser1 der Blendenöffnung 50 - 300 yua'und ihr Albs.tand wra, dem Aufzeich-A=G 1173In ink-jet processes, in which an ink jet is pressed out at a spray nozzle under high pressure and is charged by means of a control electrode in accordance with the information to be recorded, a spray cone of variable width forming from the ink jet, which breaks up into droplets, comes from the aperture 5 die.the opening angle of the sector of the spray cone that can be used for information recording is limited, special meaning "to" this aperture opening must be kept as small as possible and be as close as possible to the recording medium in order to achieve a high resolution and a low veil To reach the Bilcbyeißenο expedient trip is & ®v diameter 1 of the aperture 50 - 300 yua'and her albs.tand wra, the record-A = G 1173
nungsträger ist im allgemeinen nur um eine Zehnerpotenz größer.in general is only a power of ten larger.
Die Tinte aus dem für die Informationsaufzeichnung nicht nutzbaren Teil des Sprühkegels wird mittels einer bekannten Absaugvorrichtung entfernt. Eine derartige Absaugvorrichtung besteht beispielsweise aus einer inneren Röhre aus einem porösen Werkstoff, der für die Tintenflüssigkeit und für Luft durchlässig ist und einer äußeren Röhre aus einem festen undurchlässigen Werkstoff. Die beiden Röhren umgeben koaxial die Flugrichtung des unbeeinflußten Tintenstrahls und sind miteinander verbunden über eine erste der Spritzdüse zugekehrte Wandfläche und eine zweite dem Aufzeichnungsträger zugekehrte Wandfläche, die beide'die Form von Kreisringen haben, deren äußerer Durchmesser dem der äußeren Röhre, und deren innerer Durchmesser dem der inneren Röhre entspricht. Die beiden letztgenannten kreisrijigförmigen Wandflächen können ebenfalls aus einem porösen Werkstoff bestehen. Die äußere Röhre weist noch einen Saugstutzen auf? über den durch eine Saugpumpe, in dem zwischen den beiden Röhren und den beiden kreisringförmigen Wandflächen gebildeten Hohlraum mit kreisringförmigem Querschnitt ein Unterdruck aufrechterhalten wird. Der Sprühkegel befindet sich im wesentlichen im Innern des durch die innere Röhre gebildeten Kanals. Der Kanal kann einen Durchmesser von 1 bis 2 mm aufweisen und etwa die 5- bis 10-fache Länge. Am Ende des Kanals befindet sich die Blende mit der bereits erwähnten Blendenöffnung.The ink from that part of the spray cone which cannot be used for recording information is removed by means of a known suction device. Such a suction device consists, for example, of an inner tube made of a porous material which is permeable to the ink liquid and to air, and an outer tube made of a solid, impermeable material. The two tubes coaxially surround the direction of flight of the unaffected ink jet and are connected to one another via a first wall surface facing the spray nozzle and a second wall surface facing the recording medium, both of which have the shape of circular rings, the outer diameter of which is that of the outer tube, and their inner diameter corresponds to that of the inner tube. The two last-mentioned circular wall surfaces can also consist of a porous material. The outer tube still has a suction nozzle ? A vacuum is maintained by means of a suction pump in the hollow space with a circular cross-section formed between the two tubes and the two circular wall surfaces. The spray cone is located substantially inside the channel formed by the inner tube. The channel can have a diameter of 1 to 2 mm and about 5 to 10 times the length. At the end of the channel there is the diaphragm with the diaphragm opening already mentioned.
Es hat sich nun gezeigt, daß bei Betrieb einer derartigen Vorrichtung zur Aufzeichnung von Ink-Jet=Bildera immer wieder Störungen auftreten dadurch.daß Staubteilchen oder Faserteilchen von außen z.5, vom Aufzeichnungsträger in die Blendenöffnung hineingelangen und diese verstopfen, was einen völligen Ausfall der Vorrichtung zur Folge lato Diese Erscheinung ist offenbar auf di© zwischen dem Inaern der Absaugvorrichtung und der ÜBgotaig bestehende Druckdifferenz gurückzufüJöreHj die eine gewiss© LufiBtrSsiiMg entgegen der Richtung des Tintenstrahls srnßsn durch die Blendenöffnung in das Innere der Absaug-It has now been shown that when such a device for recording ink jet images is in operation, disturbances occur again and again as a result of dust particles or fiber particles coming from the outside, e.g. This phenomenon is obviously due to the difference in pressure between the inside of the suction device and the excessive pressure difference, which is a certain © LufiBtrSsiiMg against the direction of the ink jet through the aperture into the inside of the suction.
vorrichtung1 bewirkt4 durch die die in der Umgebungsluft vorhandenen Staub- oder Faserteilchen mitgerissen werden und sich in der Blendenöffnung festsetzen. Völlig befriedigend ist diese Erklärung indessen nicht, da der Eintrittsquerschnitt des durch die innere Röhre der Absaugvorrichtung gebildeten Kanals, um 1 bis 3 Zehnerpotenzen größer ist als der Querschnitt der Blendenöffnung so daß nicht recht vorstellbar ist, daß überhaupt eine beträchtliche -Luftströmung von außen durch die Blendenöffnung zustande kommt. Es muß vielmehr damit gerechnet werden, daß die Hauptmenge, der nachströmenden Luft aus dem Raum zwischen der Spritzdüse und der Absaugvorrichtung stammt und folglich die Blendenöffnung gar nicht passiert. Eine einleuchtende Erklärung ist jedoch nicht erforderlich. Es genügt festzustellen, daß die bekannte Vorrichtung bei längerem Betrieb zur Verstopfung der Blendenöffnung neigt.und daher nicht die erwünschte Betriebssicherheit aufweist.Device 1 causes 4 by which the dust or fiber particles present in the ambient air are carried away and get stuck in the aperture. However, this explanation is not entirely satisfactory, since the inlet cross-section of the channel formed by the inner tube of the suction device is 1 to 3 powers of ten larger than the cross-section of the aperture so that it is not really conceivable that a considerable air flow from the outside through the Aperture comes about. Rather, it must be expected that the majority of the air flowing in comes from the space between the spray nozzle and the suction device and consequently does not pass through the aperture at all. However, a clear explanation is not required. Suffice it to say that the known device tends to block the aperture during prolonged operation and therefore does not have the desired operational reliability.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Ink-Jet-Bildern anzugeben, die als wesentliche Bestandteile eine Spritzdüse, eine Aufsprühvorrichtung, z.B. eine Steuerelektrode, eine Blende zur Begrenzung des Öffnungswinkels des für die Informationsaufzeichnung nutzbaren Sektors des Spühkegels sowie eine Absaugvorrichtung aufweist, und die weniger störungsanfällig ist. .The object of the present invention is therefore a device specify for the recording of ink-jet images, the essential components of which are a spray nozzle, a spray device, E.g. a control electrode, a diaphragm to limit the opening angle of that which can be used for information recording Sector of the spray cone and a suction device, and which is less prone to failure. .
Erfindungsgemäß enthält die Vorrichtung anstatt einer einzelnen Lochblende zwei oder mehrere einzelnen Blenden, deren jede für sich eine oder mehrere Öffnungen aufweist mit einer Gesamtfläche, die größer ist als die der wirksamen Blendenöffnung, und die hintereinander in jeweils zueinander parallelen zur Flugrichtung des Tintenstrahls senkrechten Ebenen in einem .Abstandfder größer ist als der Durchmesser der wirksamen Blendenöffnung ,so angeordnet sind, daß in jeder Blende alle Öffnungen außerhalb des Bereiches der wirksamen Blendenöffnung According to the invention, instead of a single perforated diaphragm, the device contains two or more individual diaphragms, each of which has one or more openings with a total area that is larger than that of the effective diaphragm opening, and the one behind the other in planes that are parallel to each other and perpendicular to the flight direction of the ink jet a .Abstand f which is greater than the diameter of the effective aperture, are arranged so that in each aperture all openings outside the area of the effective aperture
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in Richtung des Tintenstrahls von mindestens einer weiteren Blende überdeckt werden.be covered in the direction of the ink jet by at least one further diaphragm.
Durch die Überlappung der hintereinander angeordneten Blenden wird für den unbeeinflußten Tintenstrahl, der sich im wesentlichen geradlinig bewegt, in seiner Flugbahn eine Blendenöffnung definiert, die im folgenden als " wirksame Blendenöffnung" bezeichnet werden soll. Demensprechend müssen alle Blenden mindestens in der Flugbahn des unbeeinflußten Tintenstrahls eine Öffnung aufweisen. Bezüglich der Größe und Form dieser zentralen Öffnung in einer einzelnen Blende werden keine besonderen Forderungen erhoben. Sie ergeben sich lediglich aus der Zusammenwirkung mit der oder den weiteren Blenden eines Blendensystems. So soll für jede Blende jede Öffnung außerhalb des Bereiches der wirksamen Blendenöffnung durch wenigstens eine weitere Blende in Flugrichtung der Tintentröpfchen verdeckt sein.Anschaulich bedeutet das, daß bei der optischen Projektion-der achsenrichtig hintereinander angeordneten Blenden in Flugrichtung der Tintentröpfchen auf einen Schirm lediglich die wirksame Blendenöffnung abgebildet wird. Mit anderen Worten: Die Tintentröpfchen des Sprühkegels außerhalb des für die Informationsaufzeichnung nutzbaren Sektors sollei keine Gelegenheit haben auf den Aufzeichnungsträger zu gelangen. Falls die erste Blende Öffnungen außerhalb des Bereiches der wirksamen Blendenöffnung aufweist und ein cferartiges Tintentröpfchen durchläßt, muß eine weitere Blende so angeordnet sein, daß die im wesentlichen geradlinige Flugbahn des Tröpfchens unterbrochen wird.The overlapping of the diaphragms arranged one behind the other is for the unaffected ink jet, which is essentially moved in a straight line, defined in its trajectory a diaphragm opening, hereinafter referred to as the "effective diaphragm opening" should be designated. Accordingly, all apertures must be at least in the trajectory of the unaffected ink jet have an opening. Regarding the size and shape of this central opening in a single aperture no special demands made. They only result from the interaction with the other Shutters of a shutter system. Thus, for each diaphragm, each opening should be outside the area of the effective diaphragm opening be covered by at least one additional screen in the direction of flight of the ink droplets. This clearly means that in the case of optical projection - the axially correct one behind the other arranged diaphragms in the flight direction of the ink droplets on a screen, only the effective aperture is mapped will. In other words: the ink droplets of the spray cone outside the sector that can be used for information recording shouldn't have an opportunity on the recording medium to get. If the first diaphragm has openings outside the area of the effective diaphragm opening and a cfer-like Lets ink droplets through, another diaphragm must be arranged so that the essentially straight trajectory of the droplet is interrupted.
Wenn eine erste Blende eine zentrale Öffnung aufweist, die größer ist als die anzustrebende wirksame Blendenöffnung, dann ist mindestens eine weitere Blende erforderlich, die entweder allein oder zusammen mit der ersten Blende die wirksame Blendenöffnung definiert. In diesem Fall kann beispielsweise eine zweite Blende eine zentrale Öffnung enthalten, die imIf a first diaphragm has a central opening which is larger than the effective diaphragm opening to be aimed for, then at least one further diaphragm is required, which is effective either alone or together with the first diaphragm Aperture defined. In this case, for example, a second screen can contain a central opening which is in the
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Querschnitt genau der wirksamen Blendenöffnung entspricht. Dann muß aber die zweite Blende in·ihrem Randbereich weitere Öffnunungen enthalten, die.durch die erste Blende verdeckt sind.Cross-section corresponds exactly to the effective aperture opening. But then the second diaphragm must have further ones in its edge area Contain openings which are covered by the first panel are.
Wichtig ist, daß die verschiedenen Blenden eines Blendensystems nicht dicht aufeinander liegen, sondern einen gewissen Abstand voneinander aufweisen, der vorzugsweise größer ist, als der Durchmesser der wirksamen Blendenöffnung. Hierdurch wird gewährleistet, daß die rückströmende Luft nach dem Passieren von Öffnungen der ersten Blende außerhalb des Bereiches der wirksamen Blendenöffnung seitlich abgelenkt wird und dann durch entsprechende Öffnungen der zweiten Blende außerhalb des Bereichs der wirksamen Blendenöffnung in das Innere der Absaugvorrichtung gelangen kann.It is important that the various diaphragms of a diaphragm system do not lie close to one another, but have a certain distance from one another, which is preferably greater than that Diameter of the effective aperture. This ensures that the air flowing back after it has passed is laterally deflected by openings of the first diaphragm outside the area of the effective diaphragm opening and then through corresponding openings of the second diaphragm outside the area of the effective diaphragm opening into the interior of the suction device can get.
Die Erfindung soll nun anhand von Zeichnungen weiter erläutert werden. Es zeigen: - ·The invention will now be explained further with reference to drawings will. Show it: - ·
Figur 1: Längsschnitt durch die Absaugvorrichtung (Teildarstellung) mit BlendensystemFigure 1: Longitudinal section through the suction device (partial representation) with aperture system
Figur 2: Gekreuzte Schlitzblenden in der Projektion Figur 3: Lochblenden in der ProjektionFigure 2: Crossed slit diaphragms in the projection Figure 3: Pinhole diaphragms in the projection
Figur 4: Längsschnitt durch die Absaugvorrichtung mit einer Lochblende, deren äußeren Öffnungen für den Tintenstrahl verdeckt sind. .Figure 4: Longitudinal section through the suction device with a Orifice plate, the outer openings of which are covered for the ink jet. .
Aus Figur 1 ist die Anordnung der Blenden 1 und 2 zueinander ersichtlich. Beide befinden sich getrennt durch den Distanzring 3 und, arretiert durch den Blendenhalterung 4 innerhalb des durch die poröse Innenwand 5 der Absaugvorrichtung 6 ge-The arrangement of the diaphragms 1 and 2 with respect to one another is shown in FIG evident. Both are separated by the spacer ring 3 and, locked by the panel holder 4 inside the through the porous inner wall 5 of the suction device 6
bildeten Kanals. ■ 'formed a canal. ■ '
Figur 2 zeigt übereinander projiziert die Blenden 1 und 2 mitFIG. 2 shows the diaphragms 1 and 2 projected one on top of the other
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gekreuzten Schlitzen. In der Blende 1 befindet ach der Schlitzcrossed slots. In the cover 1 there is also the slot
7. In der Blende 2 befindet sich der Schlitz' 8. Durch die Überlagerung der gekreuzten Schlitze wird im Zentrum der Blenden der Bereich der wirksamen Blendenöffnung 9 in Form eines Rhombus definiert.7. The slit '8 is located in the cover 2. Through the overlay of the crossed slits, the area of the effective diaphragm opening 9 in the form of a rhombus is in the center of the diaphragms Are defined.
Eine andere Ausgestaltung der Blenden 1 und 2 wird durch Figur 3 in der Projektion dargestellt. Die (untenliegende) Blende 1 weist nur eine einzige zentrale Öffnung 10 auf, die größer ist als die die wirksame Blendenöffnung definierende zentrale Öffnung 11 in der (obenliegenden) Blende 2. Die Blende 2 enthält weitere Öffnungen 12 außerhalb des Bereiches der Öffnung 10 in Blende 1, so daß sich abgesehen vom Bereich der zentralen Öffnung 11 keine Öffnungen überlappen.Another embodiment of the diaphragms 1 and 2 is shown in FIG 3 shown in the projection. The (lower) panel 1 has only a single central opening 10, which is larger is as the central opening 11 defining the effective diaphragm opening in the (overhead) diaphragm 2. The diaphragm 2 contains further openings 12 outside the area of the opening 10 in panel 1, so that apart from the area of the central Opening 11 does not overlap any openings.
Die zentrale Öffnung 10 muß nicht eine Öffnung in ein.er scheibenförmigen Blende 1 sein, sondern kann auch durch eine besondere Ausgestaltung der porösen Innenwand 5 der Absaugvorrichtung 6 gebildet werden wie dies aus Figur 4 ersichtlich ist. Dargestellt ist, gehalten durch den Blendehaltering 4 die Blende 2 mit der die wirksame Blendenöffnung definierenden zentralen Öffnung 11 und den äußeren Öffnungen 12, die sich im Bereich der trichterförmigen Erweiterung des durch die Innenwand 5 gebildeten Kanals befinden und daher für den Tintenstrahl beziehungsweise die Tröpfchen des Sprühkegels verdeckt sind. Zu sehen sind ferner noch die Tintenspritzdüse 13 und eine Steuerelektrode 14 zum Aufsprühen des Tintenstrahles.The central opening 10 need not be an opening in a disk-shaped aperture 1, but can also be through a special configuration of the porous inner wall 5 of the suction device 6 can be formed, as can be seen from FIG is. It is shown, held by the diaphragm retaining ring 4, the diaphragm 2 with the defining the effective diaphragm opening central opening 11 and the outer openings 12, which are located in the area of the funnel-shaped extension of the through the inner wall 5 channel formed and are therefore covered for the ink jet or the droplets of the spray cone. The ink spray nozzle 13 and a control electrode 14 for spraying the ink jet can also be seen.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, daß einerseits zur Begrenzung des für die Informationsaufzeichnung nutzbaren Sektors des Sprühkegels nur eine enge' wirksame Blendenöffnung zur Verfügung steht, was für die schleier- und unscharf enfreie Wiedergabe von besonderer Wichtigkeit ist, und daß andererseits für die nicht an eine geradlinige Bewegung gebundene rückströmende Luft aus dem Raum zwischen AbsaugvorrichtungThe device according to the invention achieves that on the one hand to limit the sector of the spray cone that can be used for recording information, only a narrow 'effective aperture is available, which is of particular importance for the haze-free and blurred reproduction, and that on the other hand, for the air flowing back from the space between the suction device, which is not bound to a linear movement
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und Aufzeichnungsträger ein wesentlich größerer Querschnitt zur Verfügung steht. Die rückströmende Luft verteilt sich auf den größeren Querschnitt, undder Anteil der dabei den Bereich der wirksamen Blendenöffnung passiert, wird erheblich reduziert. Entsprechend verringert sich auch die Wahrscheinlichkeit, daß mitgerissene Staubteilchen die wirksame Blendenöffnung verstopfen. Tatsächlich hat sich gezeigt, daß eier- . artige Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich größere Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit aufweisen als die bekannten Vorrichtungen. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, im Bereich des unbeeinflußten Tintenstrahls Turbulenzen durch rückströmende Luft weitgehend vermieden werden. Dies äußert sich in einer erhöhten Schärfe der Informationswiedergabe.and recording medium a much larger cross-section is available. The air flowing back is distributed over the larger cross-section, and the proportion that passes through the area of the effective aperture is considerably reduced. Correspondingly, the likelihood that entrained dust particles will block the effective aperture is also reduced. Indeed, it has been shown that egg. like devices according to the present invention have significantly greater operational safety and reliability than the known devices. Another advantage of the device according to the present invention is that in the area of the unaffected ink jet, turbulence caused by air flowing back is largely avoided. This manifests itself in an increased sharpness of the information reproduction.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
| OD | Request for examination | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |