DE2350290C2 - Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung bestehend aus einer Spritzdüse zur Erzeugung eines Tintenstrahls, einer Vorrichtung zur informationsmäßigen Aufsprühung des in diskrete Tröpfchen zerfallenden Tintenstrahls unter Bildung eines Sprühkegels, einer Blende zur Begrenzung des für die Informationsaufzeichnung nutzbaren Sektors des Sprü>kegels und einer Absaugvorrichtung zur Entfernung überschüssiger Tinte.

Bei solchen Geräten tritt ein Tintenstrahl unter hohem Druck aus einer Spritzdüse aus, der dann entsprechend der aufzuzeichnenden Information (bildmäßig) durch elektrische bzw. magnetische Felder *, moduliert wird. Der Tintenstrahl wird auf einen saugfähigen Informationsträger aufgespritzt, der gegenüber der Spritzdüsen vorbeiläuft. Eine Vorrichtung dieser Art ist zum Beispiel in der deutschen Auslegeschrift DE-AS 12 71 754 beschrieben.

ίο Bei Ink-jet-Verfahren, bei denen ein Tintenstrahl aus 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 Blendenöffnung, die den öffnungswinkel des für die Informationsaufzeichnung nutzbaren Sektors des Sprühkegeis begrenzt, besondere Bedeutung zu. Diese Blendenöffnung muß möglichst klein gehalten werden und sich möglichst nahe an dem .Aufzeichnungsträger befinden, um eine hohe Auflösung und einen geringen Schleier in den Bildweißen zu erreichen. Zweckmäßigerweks beträgt der Durchmesser der Blendenöffnung 50—300 μπι und ihr Abstand von dem Aufzeichnungsträger ist im allgemeinen nur um eine Zehnerpotenz größen

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 V/andfläche und eine zweite dem Aufzeichnungsträger zugekehrte Wandfläche, die beide die Form iyon Kreisringen haben, deren äußerer Durchmesser [dem der äußeren Röhre, und deren innerer Durchmesser dem der inneren Röhre entspricht. Die beiden letztgenannten kreisringförmigen 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

so yurch die innere Röhre gebildeten Kanals. Der Kanal kann einen Durchmesser von 1 bis 2 mm aufweisen und etwa die 5- bis lOfache Länge. Am Ende des Kanals befindet sich die Blende mit der bereits erwähnten [Blendenöffnung.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei Betrieb einer derartigen Vorrichtung zur Aufzeichnung von Ink-Jet-'Büdern immer wieder Störungen auftreten dadurch, daß Staubteilchen oder Faserteilchen von außen z. B. vom Aufzeichnungsträger in die Blendenöffnung hineinge-

6Ö (langen und diese verstopfen, was einen völligen Ausfall xler Vorrichtung zur Folge hat Diese Erscheinung ist offenbar auf die zwischen dem Innern der Absaugvorrichtung und der Umgebung bestehende Druckdifferenz zurückzuführen, die eine gewisse Luftströmung entgegen der Richtung des Tintenstrahls von außen durch die Blendenöffnung in das Innere der Absaugvorrichtung bewirkt,, 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 Zehnerprolenzen 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 fesizusiellen, daß die bekannte Vorrichtung bei längerem Betrieb zur Verstopfung der Blendenöffnung r> neigt und daher nicht die erwünschte Betriebssicherheit aufweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Ink-Jet-Bildern ι anzugeben, bei der im Bereich des unbeeinflußten Λ Tintenstrahles Turbulenzen durch rückströmende Luft weitgehend vermieden werden und somit weniger Störungen durch geringere Verschmutzungen der Blende auftreten.

Erfindungs^'mäß enthält die Vorrichtung zwei oder mehrere einzelne Blenden, deren jede für sich eine oder mehrere Öffnungen aufweist, mit jeweils einer Gesamtfläche, die größer ist als die der wirksamen Blendenöff-

- nung, und die hintereinander in jeweils zueinander "'prallelen zur Flugrichtung des Tintenstrahls senkrechten Ebenen in einem Abstand, der größer ist als der Durchmesser der wirksamen Blendenöffnung, so angeordnet sind, daß in jeder Blende alle Öffnungen außerhalb des Bereiches der wirksamen Blendenöffnung in Richtung des Tintenstrahls von mindestens J5 einer weiteren Elende überdeckt werden.

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. Dementsprechend 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 Zusarnmenwirkung 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 Tinteniröpfchen auf einen Schirm lediglich die

- wirksame Blendenöffnung abgebildet wird. Mit anderen

- Worten: Die Tintentröpfchen des Sprühkegels außerhalb des für die Informationsaufzeichnung nutzbaren Sektors sollen keine Gelegenheit haben, auf den

, Aufzeichnungsträger zu gelangen. Falls die erste Blende Öffnungen außerhalb des Bereiches der wirksamen Blendenöffnung aufweist und ein derartiges Tintentröpfchen durchläßt, muß' eine weitere Blende so angeordnet sein, daß die im wesentlichen geradlinige Flugbahn des Tröpfchens unterbrochen wird.

Wenn eine erste Blende eine zentrale Öffnung aufweist, die gröf er ist als die anzustrebende wirksame Blendenöffnung, dann ist mindestens eine weitere Blende erforderlich, die entweder aliem oder zusammen mit der ersten Blende die wirksame Blendenöffnung definiert. Sn dickem Fall kann beispielsweise eine zweite Blende eine zentrale öffnung enthalten, die im Querschnitt genau der wirksamen Blendenöffnung entspricht. Dann muß aber die zweite Blende in ihrem Randbereich weitere öffnungen enthalten, die durch die erste Blende verdeckt sind.

Wichtig ist, daß die verschiedenen Blenden eines Blendensystems nicht dicht aufeinanderliegen, sondern einen gewiⁱv?n Abstand voneinander aufweisen, der vorzugsweise großer 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.

: Die Erfindung soll nun anhand von Zeichnungen weiter erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 Längsschnitt durch die Absaugvorrich.'ung (Teildarstellung) mit Blendensystem,

F i g. 2 gekreuzte ,Schlitzblenden in der Projektion,

F i g. 3 Lochblenden in der Projektion,

F i g. 4 Längsschnitt durch die Absaugvorrichtung mit einer Lochblende, deren äußeren Öffnungen für den Tintenstrahl verdeckt sind.

Aus Fig. 1 ist die Anordnung der Blenden 1 und 2 zueinander ersicht!^:ch. Beide befinden sich getrennt durch den Distanzring 3 und arretiert durch den Blendenhaltering 4 innerhalb des durch die poröse Innenwand 5 der Absaugvorrichtung 6 gebildeten Kanals.

Fig.2 zeigt übereinander projiziert die Blenden 1 und 2 mit gekreuzten Schlitzen. In der Blende 1 befindet sich der Schlitz 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.

Eine andere Ausgestaltung der Blenden ' und 2 wird durch Fig.3 in der Projektion dargestellt. Die /untenliegende) Blende 1 weist nur eine einzige zentrale !Öffnung 10 auf, die größer ist als die die wirksame ; Biendenöffnung 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.

Die zentrale öffnung 10 muß nicht eine Öffnung in einer scheibenförmigen Blende 1 sein, sondern kann 'auch durch eine besondere Ausgestaltung der porösen Innenwand 5 der Absaugvorrichtung 6 gebildet werden, wie dies aus Fig.4 ersichtlich ist. Dargestellt ist. ^gehalten durch den Blendehaltering 4, die Blende 2 mit der die wirksame Biendenöffnung 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 Versprühen des Tintenstrahles.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, daß einerseits zur Begrenzung des für die Informationsaufzeichnung nutzbaren Sektors des

Sprühkegels nur eine enge wirksame Blendenöffnung zur Vergügung steht, was für die schleier- und unschärfenfreie Wiedergabe von besonderer Wichtigkeit ist, und daß andererseits für die nicht an eine geradlinige Bewegung gebundene rückströmende Lufi aus dem Raum zwischen Absaugvorrichtung und Aufzeichnungsträger ein wesentlich größerer Querschnitt zur Verfugung steht. Die rückströmende Luft verteilt sich auf den größeren Querschnitt, und der Anteil der dabei den Bereich der wirksamen Blendenöffnung passiert, wird erheblich reduziert. Entsprechend •erringert - sich-" auch" die' Wahrscheinlichkeit, daß mitgerissene Staubteilchen die wirksame Blendenöffnung verstopfen. Tatsächlich hat sich gezeigt, daß derartige Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich größere Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit aufweisen als die bekannten Vorrichtungen. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besieht darin, daß im Bereich des unbeeinflußten Tintenstrahls Turbulenzen durch rückströmende Luft weitgehend vermieden werden.

Dies äußert sich in einer erhöhten Schärfe der infor.Tiationswiedergabe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, bestehend aus einer Spritzdüse zur Erzeugung eines Tintenstrahls, einer Vorrichtung zur informationsmäßigen Aufsprühung des in diskrete Tröpfchen zerfallenden Tintenstrahl unter Bildung eines Sprühkegels, einer Blende zur Begrenzung des für die Informationsaufzeichnung nutzbaren Sektors des Sprühkegels und einer Absaugvorrichtung zur Entfernung überschüssiger Tinte, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere einzelne Blenden (1,2), deren jede für sich eine oder mehrere öffnungen aufweist mit jeweils einer Gesamtfläche, die größer ist als die der wirksamen Blendenöffnung (9, 11), hintereinander in jeweils zueinander parallelen und zur Flugrichtung des Tintenstrahls senkrechten Ebenen in einem Abstand, der größer ist als der Durchmesser der wirksamen Blendenöffnung, so angeordnet sind, daß in jeder Blende alle öffnungen

_ außerhalb des Bereiches der wirksamen Blendenöffnung in Flugrichtung der Tintentröpfchen von mindestens einer weiteren Blende verdeckt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schlitzblenden (1, 2) so angeordnet sind, daß sich ihre Schlitze (7,8) kreuzen und für den unbeeinflußten Tintenstrahl eine wirksame Blendenöffnung (9) in Form eines Rhombus definiert ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Blende (1) mit einer zentralen Öffnung (10), die größer ist als die wirksame Blendenöffnung, und eine zweite Blende (2) mit einer zentralen öffnung (11), die gleich ist der wirksamen Blendenöffnung, und weiteren Öffnungen (12) außerhalb des Bereiches der zentralen Öffnung (10) der ersten Blende (1) so hintereinander angeordnet sind, daß die zentrale Öffnung (11) der zweiten Blende (2) für den unbeeinflußten Tintenstrahl eine wirksame Blendenöffnung definiert

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Blende (1) durch die Innenwand (5) der Absaugvorrichtung (6) gebildet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Blenden (1, 2) mit jeweils einer zentralen öffnung (11) und weiteren öffnungen (12) im Bereich außerhalb der zentralen Öffnung (11) einer der beiden Blenden so achsengleich hintereinander angeordnet sind, daß außer der zentralen Öffnung (11) alle Öffnungen (12) in der ersten Blende

(1) durch öffnungsfreie Bereiche der zweiten Blende

(2) überdeckt werden, und daß die kleinere der zentralen öffnungen (11) die wirksame Blendenöffnung definiert.