DE2350290C2

DE2350290C2 - Ink jet recording apparatus

Info

Publication number: DE2350290C2
Application number: DE19732350290
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Phys. Dr. 5090 Leverkusen Hoffmann; Rudolf Dr. Meyer
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1973-10-06
Filing date: 1973-10-06
Publication date: 1982-04-29
Also published as: GB1480415A; DE2350290A1; BE820613A

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.The invention relates to an ink jet recording device comprising a spray nozzle for Generation of an ink jet, a device for information-wise spraying of the in discrete Droplets disintegrating ink jet to form a spray cone, an aperture to limit the for the information recording usable sector of the spray cone and a suction device for removal excess ink.

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.In such devices, an ink jet emerges under high pressure from a spray nozzle, which is then modulated (pictorially) 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 nozzles. A device of this type is described in the German Auslegeschrift DE-AS 12 71 754, for example.

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 größenίο In the case of ink-jet processes, in which an ink jet is made a spray nozzle is pressed out under high pressure and by means of a control electrode as required the information to be recorded is charged, resulting in the disintegrating into droplets Inkjet forms a spray cone of variable width, comes the aperture, which is the opening angle of the sector of the spray cone that can be used for information recording is limited, of particular importance to. This aperture must be kept as small as possible and as close as possible to the .Recording media are located in order to have a high resolution and a low level of fog in the image whites reach. The diameter is expediently the aperture 50-300 μm and their distance of the record carrier is generally only a power of ten

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 desThe ink from the part of the spray cone that cannot be used for information recording is removed by means of a known suction device removed. Such a suction device consists for example of a .Inner tube made of a porous material that is permeable to the ink liquid and air, and a outer tube made of a solid impermeable ^ material. The two tubes surround the coaxially Direction of flight of the unaffected ink jet and are connected to one another via a first of the spray nozzle ■ facing V / and face and a second to the recording medium facing wall surface, both of which have the shape of iyon circular rings, their outer diameter [that of the outer tube, and whose inner diameter corresponds to that of the inner tube. The two The latter circular wall surfaces can also consist of a porous material. the outer tube also has a suction nozzle, through which a suction pump, in the one between the two ^ Tubes and the two circular wall surfaces ^ formed cavity with a circular cross-section a negative pressure is maintained. The spray cone is located essentially inside the

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.the canal thus 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 canal is the aperture with the already mentioned [aperture.

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-It has now been shown that when operating such a device for recording Ink-Jet-'Büdern again and again disturbances occur due to the fact that dust particles or fiber particles from the outside z. B. from Recording medium into the aperture

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 und6Ö (long and these clog, resulting in a complete failure xler device results in this phenomenon apparently on the pressure difference between the inside of the suction device and the environment due to the some air flow against the direction of the ink jet from the outside through the Orifice in the interior of the suction device causes, through which the existing in the ambient air Dust or fiber particles are entrained and

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.get stuck in the aperture. However, this explanation is not entirely satisfactory, since the Entry cross-section of the channel formed by the inner tube of the suction device by 1 to 3 decimal places is larger than the cross-section of the aperture, so that it is not quite conceivable that there is a considerable air flow from the outside through the aperture at all. It must Rather, it should be expected that the main amount of air flowing in from the space between the Spray nozzle and the suction device originates and consequently does not pass through the aperture at all. One however, a clear explanation is not required. It is sufficient fesizusielle that the known device at prolonged operation tends to block the aperture r> and therefore not the desired operational reliability having.

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.The object of the present invention is therefore to provide a device for recording ink jet images ι to indicate in the area of the unaffected Λ ink jet turbulence due to backflowing air can be largely avoided and thus fewer disruptions due to less soiling of the Aperture occur.

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-According to the invention, the device contains two or several individual diaphragms, each of which has one or more openings, each with a total area, which is larger than that of the effective aperture

- 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.- tion, and the one behind the other in each case parallel to the flight direction of the ink jet perpendicular Planes at a distance that is greater than the diameter of the effective aperture, so arranged are that in each diaphragm all openings outside the range of the effective diaphragm opening be covered in the direction of the ink jet by at least J5 of another misery.

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 dieThe overlapping of the diaphragms arranged one behind the other means that the unaffected ink jet, which moves essentially in a straight line, defines a diaphragm opening in its trajectory, which is described below should be referred to as the "effective aperture". Accordingly, all apertures must be at least have an opening in the trajectory of the unaffected ink jet. Regarding the size and shape This central opening in a single diaphragm no special requirements are made. she result only from the interaction with the other panel or panels of a panel system. Thus, for each diaphragm, each opening outside the area of the effective diaphragm opening should pass through at least another screen in the direction of flight of the ink droplets must be covered. Clearly means the fact that in the optical projection of the axially aligned one behind the other diaphragms in the direction of flight the ink droplets on a screen only the

- wirksame Blendenöffnung abgebildet wird. Mit anderen- effective aperture is shown. With others

- Worten: Die Tintentröpfchen des Sprühkegels außerhalb des für die Informationsaufzeichnung nutzbaren Sektors sollen keine Gelegenheit haben, auf den- In words: The ink droplets of the spray cone outside of the area that can be used for information recording Sector should not have an opportunity to

, 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.To get recording media. If the first diaphragm has openings outside the area of the effective diaphragm opening and allows such an ink droplet to pass through, a further diaphragm must be arranged in such a way that the essentially straight trajectory of the droplet is interrupted.

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.When a first diaphragm has a central opening that is larger than the effective one to be aimed for Aperture, then at least one additional aperture is required, either aliem or together with the first diaphragm the effective diaphragm opening Are defined. In a thick case, for example, a second Diaphragm contain a central opening which, in cross section, exactly corresponds to the effective diaphragm opening is equivalent to. But then the second diaphragm must contain further openings in its edge area, which through the first cover are covered.

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.It is important that the different apertures not close to each other are of a diaphragm system, but have a waxed v ^i? N spacing which is preferably larger than the diameter of the effective aperture. This ensures that the air flowing back is deflected laterally after passing through openings of the first diaphragm outside the area of the effective diaphragm opening and can then pass through corresponding openings of the second diaphragm outside the area of the effective diaphragm opening into the interior of the suction device.

: Die Erfindung soll nun anhand von Zeichnungen weiter erläutert werden. Es zeigt: The invention will now be based on drawings further explained. It shows

F i g. 1 Längsschnitt durch die Absaugvorrich.'ung (Teildarstellung) mit Blendensystem,F i g. 1 Longitudinal section through the suction device (partial illustration) with panel system,

F i g. 2 gekreuzte ,Schlitzblenden in der Projektion,F i g. 2 crossed, slit diaphragms in the projection,

F i g. 3 Lochblenden in der Projektion,F i g. 3 pinholes in the projection,

F i g. 4 Längsschnitt durch die Absaugvorrichtung mit einer Lochblende, deren äußeren Öffnungen für den Tintenstrahl verdeckt sind.F i g. 4 Longitudinal section through the suction device with a perforated screen, the outer openings for the Ink jet are obscured.

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.From Fig. 1, the arrangement of the diaphragms 1 and 2 to each other is evident! ^: ch. Both are located separately by the spacer ring 3 and locked by the diaphragm retaining ring 4 within the channel formed by the porous inner wall 5 of the suction device 6.

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.2 shows the diaphragms 1 projected one above the other and 2 with crossed slots. The slot 7 is located in the diaphragm 1. In the diaphragm 2 there is the Slit 8. By superimposing the crossed [slits, the area of the effective aperture 9 defined in the form of a rhombus.

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.Another embodiment of the diaphragms' and 2 is shown by Figure 3 in the projection. the / lower) screen 1 has only a single central opening 10, which is larger than the effective one ; Central opening 11 defining the end opening in the (overhead) aperture 2. The aperture 2 contains further openings 12 outside the area of the opening 10 in Aperture 1, so that apart from the area of the central opening 11, no openings overlap.

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.The central opening 10 does not have to be an opening in a disk-shaped screen 1, but can also be formed by a special configuration of the porous inner wall 5 of the suction device 6, as can be seen from FIG. Is shown. ^ held by the diaphragm retaining ring 4, the diaphragm 2 with the central opening 11 defining the effective strip opening and the outer openings 12, which are located in the area of the funnel-shaped expansion of the channel formed by the inner wall 5 and therefore for the ink jet or the droplets of the spray cone are covered. Showing still further the ink jet nozzle 13, and a control electrode 14 for spraying the ink jet.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, daß einerseits zur Begrenzung des für die Informationsaufzeichnung nutzbaren Sektors desThe inventive device achieves that on the one hand to limit the for Information recording usable sector of the

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.Spray cone only a narrow effective aperture is available, what for the veil and Blurring-free reproduction is of particular importance, and that on the other hand for the not to one rectilinear movement bound back-flowing air from the space between the suction device and Recording medium a much larger cross-section is available. The air flowing back is distributed over the larger cross-section, and the proportion of it the area of the effective aperture happens is significantly reduced. Correspondingly, the probability that entrained dust particles clog the effective aperture. Indeed, it has been shown that such devices according to the present invention significantly greater operational reliability and Have reliability than the known devices. Another advantage of the device according to The present invention provides that in the area of the unaffected ink jet turbulence occurs backflowing air can be largely avoided.

Dies äußert sich in einer erhöhten Schärfe der infor.Tiationswiedergabe.This manifests itself in an increased sharpness of the information reproduction.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Ink jet recording apparatus consisting from a spray nozzle for generating an ink jet, a device for information-based Spraying the ink jet, which breaks up into discrete droplets, to form a Spray cone, a screen to limit the sector that can be used for information recording the spray cone and a suction device for removing excess ink, characterized in, that two or more individual diaphragms (1,2), each of which is one or more has openings, each with a total area which is larger than that of the effective aperture opening (9, 11), one behind the other in each case parallel to one another and perpendicular to the direction of flight of the ink jet Planes at a distance that is greater than the diameter of the effective aperture, so are arranged that in each aperture all openings

_ outside the range of the effective aperture are covered in the flight direction of the ink droplets by at least one further screen.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that two slit diaphragms (1, 2) so are arranged that their slots (7,8) cross and one for the unaffected ink jet effective aperture opening (9) is defined in the form of a rhombus

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that a first diaphragm (1) with a central opening (10) which is larger than the effective aperture opening, and a second aperture (2) with a central opening (11) which is the same as the effective aperture, and further openings (12) outside the area of the central Opening (10) of the first diaphragm (1) are arranged one behind the other that the central opening (11) of the second aperture (2) defines an effective aperture opening for the unaffected ink jet

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the first diaphragm (1) through the Inner wall (5) of the suction device (6) is formed.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that two diaphragms (1, 2) each with one central opening (11) and further openings (12) in the area outside the central opening (11) one of the two diaphragms are arranged one behind the other with the same axis that apart from the central one Opening (11) all openings (12) in the first panel

(1) by areas of the second diaphragm without any openings

(2) are covered, and that the smaller of the central openings (11) is the effective aperture Are defined.