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Drucker sind einige der gefragtesten Peripheriegeräte in modernen Computern. Die heute gebräuchlichsten Drucker [1] sind Laserdrucker mit hohen Druckgeschwindigkeiten sowie Tintenstrahldrucker, die nicht so schnell wie Laserdrucker drucken, aber qualitativ hochwertige Graustufenbilder haben aber trotzdem schneller als Nadeldrucker arbeiten. Daher werden sie häufig zum Drucken von Farb- und Schwarzweißfotos verwendet. Darüber hinaus werden Tintenstrahldrucker eingesetzt, bei denen Laserdrucker einfach nicht eingesetzt werden können. Dies ist das Zeichnen von Leiterplatten sowie das Zeichnen auf Oberflächen, die durch Kontakt nicht erreicht können. Zum Beispiel können sie (genauer gesagt ihre Druckköpfe) zum Drucken auf zerbrechlichen, wolligen Materialien usw. verwendet werden.
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Bei Tintenstrahldruckern wird das Bild wie bei Matrixdruckern aus Punkten erzeugt, aber die Punkte werden durch flüssige Farbstoffe gebildet.
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Tintenstrahldrucker können Continuous Ink Jet Drucker sein, am häufigsten sind jedoch Drop-on-Demand Drucker.
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Tinte für einen Tintenstrahldrucker -eine kolloidale Mischung von Farbstoffpartikeln (Pulver) in einer schnell trocknenden Flüssigkeit ist. Um eine hohe Druckqualität zu gewährleisten, gibt jedes Unternehmen, das Tintenstrahldrucker herstellt, seine eigene Tinte frei (normalerweise in Form einer gefüllten Patrone). Und diese Tinte ist ziemlich teuer.
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Trotz ihrer Verbreitung haben solche Drucker einen erheblichen Nachteil: Nach einer Druckpause trocknet die Tinte in einem kleinen Loch der Düse aus, durch das Tinte zugeführt wird (Durchmesser beträgt nur wenige Mikrometer), und der weitere Druck wird fehlerhaft oder stoppt ganz. Meistens werden solche modernen Tintenstrahldrucker automatisch (oder im manuellen Modus) mit derselben Tinte gereinigt, was jedoch ihren Verbrauch erheblich erhöht.
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Ja, und eine solche Reinigung hilft nicht immer und die Drucker müssen zur Reparaturwerkstatt gebracht werden. Mit anderen Worten, moderne Tintenstrahldruckköpfe weisen unabhängig von der Tintenzufuhrmethode eine geringe Zuverlässigkeit auf: Piezoelektrischer Tintenstrahl (Piezoelectric Ink Jet) oder thermischer Tintenstrahl (Thermal Ink Jet), auch BubbleJet genannt.
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Hier bieten wir einen Tintenstrahlkopf an, der zuverlässig ist, da die Düse hier niemals verstopfen wird.
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Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, die Tinte in ihre Bestandteile zu unterteilen: Nur Tropfen einer elektrisch neutralen Flüssigkeit werden durch die Düse zugeführt, und die Pulverteilchen bilden eine räumliche Wolke, durch die die Flüssigkeitstropfen fliegen, die Pulverteilchen auf dem Weg einfangen und ist all dies zur Oberfläche transportiert, auf die das Bild aufgetragen werden muss.
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Mit Flüssigkeit ist alles klar.
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Wie erstelle ich eine räumliche Farbstoffwolke? Es gibt eine Antwort.
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Das Patent [2] beschreibt elektrooptische Modulatoren, die ein abgedichtetes Gehäuse in Form eines Parallelepipeds aus einem elektrisch isolierenden Material enthalten, und hat es an zwei gegenüberliegenden Innenwänden flache Elektroden, die nicht galvanisch miteinander verbunden sind (es gibt andere Optionen für Elektroden und deren Anordnung (was hier nicht anschauen wird). Darüber hinaus nimmt jede Elektrode die gesamte Oberfläche der Innenwand ein, auf der sie sich befindet.
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Als Arbeitsmedium wird Pulver aus festen, trockenen, elektrisch leitenden Partikeln mit Mikro- und Nanogröße verwendet.
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Wenn eine konstante Spannung an die Elektroden angelegt wird und eine bestimmte elektrische Feldstärke zwischen den Elektroden erzeugt wird (in der Größenordnung von mehreren tausend Volt pro Zentimeter), werden die Pulverteilchen von der Elektrode geladen, auf der sie sich anfänglich befinden, unter den Schwerkraft und Adhäsionskräften an der Elektrode. Dann sind sie in dem Interelektrodenraum selbstoszillierende Bewegungen machen.
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Als solche Partikel kann auch ein gewöhnliches Farbstoffpulver verwendet werden, da bei einer hohen elektrischen Feldstärke Partikel viele Substanzen genug ausreichend elektrischleitfähig sind [2].
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Hierbei ist zu beachten, dass der bereits begonnene selbstoszillierende Prozess der Bewegung von Partikeln im Interelektrodenraum bei beliebiger räumlicher Anordnung des hermetischen Gehäuses nicht abhänge, in dem dieser Prozess stattfindet [2].
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Ein versiegeltes Gehäuse ist hier jedoch nicht geeignet.
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Was passieren, wenn das hermetisch Gehäuse verletzen wird? Partikel werden den Raum zwischen den Elektroden verlassen und draußen fliegen, wo die elektrische Feldstärke geringer sein wird [3].
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Aber hier wird vorgeschlagen, das Gegenteil zu tun, damit die elektrische Feldstärke vor dem offenen Auslass des Gehäuses zunimmt. Dies kann erfolgen, wenn das Ende jeder Elektrode vorne des Lochs im Körper in einem Winkel gebogen ist, so dass sich diese Enden zugehen (aber nicht berühren). Da die elektrische Feldstärke nicht nur von der Spannung an den Elektroden abhängt, sondern auch von dem Abstand zwischen ihnen [4], tritt eine erhöhte elektrische Feldstärke auf, die die Rolle eines unsichtbaren „Steckers“ spielt und geladene Teilchen bewegen sich nur im Zwischenelektrodenraum, wo die Elektroden parallel zueinander sind.
- 1 zeigt den Aufbau solches Druckkopfes 1 für einen Tintenstrahldrucker (die äußeren Leitungen der Elektroden, Drähte und der Spannungsquelle sind herkömmlich nicht gezeigt).
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Hier befindet sich ein vertikal positioniertes Rohr 2 aus haltbarem elektrischem Isoliermaterial mit rechteckigem (quadratischem) Querschnitt, das auf der Oberseite fest verschlossen ist. Das Innere des Rohrs ist mit einer Schicht aus elektrischem Isoliermaterial mit hohen anti-adhäsion Attributen (z. B. Teflon® [5]) bedeckt.
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Innerhalb der Röhre 2 sind auf gegenüberliegenden Seiten die Elektroden 3 fest angebracht, die flach und linear sind, fast über ihre gesamte Länge, aber am unteren Ende der Röhre 2 sind die Elektroden 3 in einem Winkel zueinander gebogen und bilden eine Zone E (wo gibts gesteigerte Stärke des elektrischen Feldes).
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Eine Düse 6 geht durch den oberen Teil des Rohrs 2, durch die zum richtigen Zeitpunkt Tropfen 7 die Flüssigkeit fliegt, und es spielt keine Rolle, wie diese Flüssigkeitstropfen 7 erzeugt wird (das piezoelektrisch, thermisch Verfahren).
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Wenn ein solcher Kopf für den Schwarzweißdruck vorgesehen ist, wird in eine der Elektroden 3 ein Loch gemacht, um Zuführer 5 mit schwarze Partikel 4 zu verbinden. Wenn ein Farbdruck erforderlich ist, man kann in Elektroden 3 mehrere Löcher mit zufälliger Anordnung für mehrere Zuführer 5 erstellen. In diesem Fall jeder Zuführer 5 die Partikel 4 das Pulver nur einziger Farbe liefert.
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Kurz über Zuführer 5. Dies ist eine Vorrichtung zum Zuführen Partikeln 4 ein Pulver (in diesem Fall Farbstoffpartikeln derselben Farbe) - in das Loch der Elektrode 3. Hier kann beispielsweise eine Schraubenzufuhr von Pulver aus einem Behälter verwendet werden.
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Ein solcher Druckkopf funktioniert wie folgt.
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An die Elektroden 3 wird eine Spannung angelegt, die ein elektrisches Feld hoher Intensität im Zwischenelektrodenraum erzeugt. Dann liefert die nötig Zuführer 5 durch das Loch in der Elektrode 3 das Pulver der Partikel 4 der nötigen Farbe in den Zwischenelektrodenraum, das beim Durchgang durch dieses Loch eine Ladung erhält, deren Vorzeichen dem Potential dieser Elektrode 3 entspricht. Der Prozess der selbstoszillierenden Bewegung der Partikel 4 beginnt ([2], [3]), wodurch sich im Zwischenelektrodenraum eine Wolke chaotisch bewegter geladener Partikel 4 gleicher Farbe bildet. Diese Wolke wird von fünf Seiten durch die Wände des Rohrs 2 und von unten durch die Zone E mit erhöhter elektrischer Feldstärke begrenzt.
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"Bei Bedarf” entweicht ein Tropfen 7 Flüssigkeit aus der Düse 6, die sich auf dem Weg einschließlich der Partikel 4 schnell nach unten bewegt, und die hohe Geschwindigkeit des Tropfens 7 der Flüssigkeit ermöglicht es ihr die Zone E zu überwinden und erreichen bedruckte Oberfläche 8.
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Da kleine Flüssigkeitströpfchen (Mikrometer) beim Tintenstrahldruck verwendet werden, kann das Rohr 2 auch einen entsprechenden kleinen Innenabschnitt aufweisen (z. B. ein bis drei Millimeter).
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Aus [6] ist beispielsweise bekannt, dass mit einem geringen Abstand zwischen den Elektroden eine hohe elektrische Feldstärke erzielt werden kann - mit einer geringen Potentialdifferenz an gegenüberliegenden Elektroden 3.
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Und bietet es zusätzliche Sicherheit bei der Arbeit mit einem solchen Tintenstrahldrucker.
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1 zeigt auch einen Pfeil in Bewegungsrichtung des Papiers, auf das das Bild gedruckt wird. Aber bei Verwendung des Kopfes in industriellen Anwendungen, dann bewegt sich der Kopf selbst in drei Dimensionen. Dazu muss man die gedruckte Oberfläche aufpassen, die eine komplexe Form haben kann (nicht Ebene).
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Die elektrodynamische Fluidisierung ermöglicht es somit, zuverlässig funktionierende Tintenstrahldrucker herzustellen, die zusammen mit ihren Vorteilen, die ihre Attraktivität und Wettbewerbsfähigkeit im Vergleich beispielsweise zu Laserdruckern erhöhen.
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Liste der Artikelnamen für Gebrauchsmuster
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- 1.
- Kopf des Tintenstrahldruckers.
- 2.
- Rohr mit rechteckigem (quadratischem) Querschnitt aus elektrischem Isoliermaterial.
- 3.
- Elektrode.
- 4.
- Farbstoffpartikel.
- 5.
- Feeder.
- 6.
- Flüssigkeitströpfchendüse.
- 7.
- Ein Tropfen Flüssigkeit.
- 8.
- Die bedruckte Oberfläche (Papier).
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Literatur
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- 1. de.wikipedia.org-wiki-Tintenstrahldrucker 14112020
- 2. Patent DE Nr. 199 50 786 Flacher Bildschirm.
- 3. Patent DE 10 2007 002 161 B4 Elektrischer Raketenmotor mit pulverförmigem Betriebsstoff.
- 4. https:/Ide.wikipedia.oralwiki/Elektrische Feldstärke
- 5. https:ilwww.alu-releco.filen/services/metal-and-engineering-industrv
- 6. de.wikipedia.org-wiki-Flüssigkristallanzeige 03022020
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19950786 [0031]
- DE 102007002161 B4 [0031]
