DE2024330B2 - Düse für einen Tintenstrahlschreiber und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Düse für einen Tintenstrahlschreiber und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
2. Verfahren zur Herstellung einer Düse nach 15 Scheibe bilden können.
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Düse zu
äußeren Mantelfläche einer gestreckten Glas- schaffen, bei der die am Austrittsende der Düse sich
Kapillare ein Überzug aus dem zweiten Material bildenden Tintentröpfchen während jedes Betriebsaufgebracht
wird und daß von der überzogenen zustandes eine genau gleiche Form und damit auch
Kapillare ein der gewünschten Länge der zu ferti- 20 eine jeweils gleichbleibende Größe bzw. Volumen
genden Düse entsprechendes Stück abgeschnitten haben. Die Düse soll trotz dieser Eigenschaften einen
wird. möglichst einfachen Aufbau hinsichtlich Material und
Form haben, so daß sie nach einem als Weiterbildung der Erfindung auszugebenden Verfahren einfach und
25 kostensparend herzustellen ist.
Bei einer Düse der eingangs genannten Art ist diese
Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ihre Stirnfläche aus einem den die Düsenöffnung umgebenden
inneren Bereich bildenden ersten Material 30 und aus einem den den inneren Bereich umgebenden
Die Erfindung bezieht sich auf eine Düse für einen äußeren Bereich bildenden zweiten Material gebildet
Tintenstrahlschreiber mit einer den Randwinkel ist, wobei das zweite Material stärker wasserabstoßend
zwischen der Düse und einem von dieser ausgestoßenen ist als das erste Material.
Tintentröpfchen beeinflussenden Ausbildung sowie Im Gegensatz zu allen bisher bekannten Düsen von
»uf ein Verfahren zu ihrer Herstellung. 35 Tintenstrahlschreibern weist die neue Düse an ihrer
Eine solche aus der CH-PS 4 25 838 bekannte Düse die Tintentröpfchen ausstoßenden Stirnfläche zwei
ist aus Edelstahl gefertigt, wobei ihre Stirnfläche am voneinander unterschiedliche und konzentrisch zudie
Tintentröpfchen abgebenden Ende eine stärker auf- einander angeordnete Bereiche auf, die sich hinsichtlich
gerauhte Oberfläche aufweist als die zylindrische ihres Materials unterscheiden. Die zur Bildung dieser
Außenmantelfläche der rohrförmigen Düse. Durch 4° unterschiedlichen Bereiche benutzten Materialien sind
diese Maßnahme soll die Meniskusbildung eines an der dabei so gewählt, daß sie sich hinsichtlich ihrer Aböffnung
der Düse sich ausbildenden Tintentröpfchens Stoßungsfähigkeit gegenüber Wasser, O. h. also auch
so beeinflußt werden, daß eine möglichst konstante gegenüber den Tintentröpfchen, möglichst stark von-Form
dieses Meniskus beibehalten und damit auch einander unterscheiden.
das Volumen der jeweils abgegebenen Tintentröpfchen 45 Diese Abstoßungsfähigkeit gegenüber den Tintenetwakonstant
gehalten wird, tröpfchen führt zur Ausbildung eines Randwinkels Aus der CH-PS 3 63 667 ist ein anderes Verfahren bestimmter Größe eines mit dem betreffenden Material
zur Herstellung einer bei einem Tintenstrahlschreiber in Berührung kommenden Tintentröpfchens. Je größer
zu benutzenden Düse bekannt, bei dem ein dünnes, nun die Abstoßungskraft eines Materials gegenüber
aus einem Edelmetall bestehendes Röhrchen an seinem 50 den Tintentröpfchen ist, um so größer ist auch der
einen Ende »angespitzt« wird, so daß die Wandstärke Randwinkel, der sich bei der Berührung mit einem
dieses Röhrchens an der die Tinte abgebenden End- solchen Tintentröpfchen einstellt. Diese Eigenschaft
fläche extrem klein wird. Nach dem bekannten Ver- wird nun bei der neuen Düse dazu ausgenutzt, daß für
fahren wird dieses dadurch erreicht, daß in die Edel- den inneren Bereich der Stirnfläche der Düse ein Mametallröhre
an ihrem die Tinte abgebenden Ende ein 55 terial gewählt wird, das einen nur relativ kleinen Randzylindrischer
Pflock eingeführt wird, der dann zusam- winkel mit einem es berührenden Tintentröpfchen
men mit dem Ende der Edelstahlröhre in geeigneter bewirkt, während der äußere Bereich aus einem
Weise abgeschliffen wird, bis er eine Spitze bildet. Auf Material besteht, das einen möglichst großen Randdiese
Spitze wird in geeigneter Weise eine dünne Edel- winkel bei der Berührung mit einem Tintentröpfchen
metallschicht aufgebracht, die mit der Endfläche der 6o bewirkt, also eine relativ große Abstoßungsfähigkeit
Edelmetallröhre fest verbunden von den benach- gegenüber den Tintentröpfchen aufweist. Diese Ausbarten
Flächen des Pflockes jedoch ablösbar ist. Wird bildung der Stirnfläche der Düse bewirkt daher, daß
der Pflock anschließend aus der Edelmetallröhre sich der Meniskus eines Tincentröpfchens relativ flach
wieder herausgezogen, bleibt allein die durch den über den gesamten inneren Bereich der Stirnfläche erdünnen
Edelmetallüberzug gebildete Spitze zurück. 65 streckt, von dem äußeren Bereich der Stirnfläche jedoch
Auch dieses bekannte Verfahren dient also lediglich so stark abgestoßen wird, daß er gegenüber diesem
dazu, eine Düse bzw. Düsenspitze für einen Tinten- Bereich bestrebt ist, einen möglichst großen Randstrahlschreiber
zu schaffen, deren die Tintentröpfchen winkel zu bilden, d. h. ein sich jeweils an der Stirnfläche
<f
3 4
ausbildendes Tintentröpfchen praktisch nicht oder nur zugeführt werden, sind vor der Beschleunigungsunwesentlich
sich über den äußeren Bereich der Stirn- elektrode 26 angebracht
fläche erstrecken kann. Durch diese Eingrenzung der F i g. 3 zeigt schematisch das Prinzip des Aufbaus
Tintentröpfchen auf den inneren Bereich der Stirn- des elektrostatischen Feldes zwischen der Tintendüse 20
fläche wird eine bisher nicht gekannte Gleichmäßigkeit 5 und der Beschleunigungselektrodb 26 und zwischen
in der Ausbildung der Tintentröpfchen unter allen der Düse 20 und einer Platte 33. In die Düse 20 aus
Betriebsbedingungen erzielt, die eine annähernd absolut Glas ist eine positive Elektrode eingeführt Die der
konstante Größe der Tintentröpfchen innerhalb des Düse 20 zugeführte elektrisch leitfähige Tinte wird
von der Düse amgestoßenen Tintenstrahlstromes also mit positivem Potential versehen. Sowohl die
sicherstellt. Diese hinsichtlich ihrer Betriebseigenschaf- io Beschleunigungselektrode 26 als auch die Platte 33
ten bereits bessere Düse kann gegenüber allen bekann- ist geerdet. Eine Spannungsquelle 30 weist eine hohe
ten vergleichbaren Düsen auch noch sehr viel einfacher Spannung in der Größenordnung von beispielsweise
gefertigt werden, wobei als Materialien der neuen 2700V auf. Wie es bei herkömmlichen Kathoden-Düse
hinsichtlich Wartung und Herstellung ange- strahlröhren der Fall ist, sind die Vertikal- und Horinehmere
Materialien benutzt werden kCnnen. 15 zontal-Ablenkelektroden 31 und 32 vor der Beschleuni-
So kann die neue Düse durch einfaches Überziehen gungselektrode 26 angeordnet Die ausgestoßenen
eines dünnen Glasröhrchens mit einem stark wasser- Tintentröpfchen werden durch die Beschleunigungsabstoßenden
Material hergestellt werden, wobei die elektrode 26 beschleunigt und dann durch die Vertikalauf
diese Weise überzogene Glaskapillare Vorzugs- und Horizontal-Ablenkelektroden 31 und 32 in Abweise
eine größere Länge aufweist als die fertiggestellte 20 hängigkeit von dem ihnen zugeführten Steuersignal
Düse, so daß durch einfaches Zuschneiden der über- abgelenkt und auf einen gewünschten Ort auf dem
zogenen Glaskapillare auf die endgültige Länge der Aufnahmemedium 34 auf der Platte 33 geworfen.
Düse sich eine sehr gleichmäßig ausgebildete Quer- Auf diese Weise können die aus einem Punkteraster
schnittsfläche mit einem inneren und einem äußeren bestehenden Schriftzeichen auf dem Aufnahmeme-Bereich
für die die Tinte abgebende Stirnfläche der 25 dium 34 durch die in der beschriebenen Weise ausge-Düse
ergibt. stoßenen Tintentröpfchen dargestellt werden.
An Hand der in der Zeichnung dargestellten Aus- F i g. 4 ist eine perspektivische Ansicht zur Er-
führungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. klärung des Verfahrens zur Herstellung der Glasdüse.
Es zeigt Die Glaskapillare 40 ist im Sinne der besseren Ver-
F i g. 1 eine schematische Darstellung des schreiben- 30 ständlichkeit nicht maßstabsgetreu dargestellt. In der
den Teils eines Tintenstrahlschreibers, der die neue Praxis wird der innere Durchmesser in der Größen-Düse
aufweist, Ordnung von 80 μπι und der äußere Durchmesser in
F i g. 2 eine perspektivische Darstellung in ausein- der Größenordnung von 150 μπι liegen. Im Zusammen-
andergezogener Form eines Hauptteils des Schreib- hang mit der vorliegenden Erfindung können die nach-
kopfes, 35 stehend aufgeführten Glassorten Verwendung finden.
F i g. 3 eine schematische Darstellung des elek-
trischen Teils der Anordnung zum Erzeugen der be- ooaa-uias.
nötigten elektrischen Felder zwischen den zugehörigen SiO2 72%
Teilen des Tintenstrahlschreibers, Na2O 15%
F i g. 4 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung 4° CaO 9 %
der Verfahrensschritte für die Herstellung der neuen MgO 3 %
Düse, Al2O3 1%
F i g. 5 eine Vorderansicht, teilweise geschnitten, _ .... ^1
der Düse und Borsihkat-Glas:
F i g. 6 eine Vorderansicht, teilweise geschnitten, 45 SiO2 80%
der Düse nach F i g. 5, die mit einem Schutzrohr oder B2O3 14 %
einem Futteral umgeben ist. Na2O 4%
Wie F i g. 1 zeigt, wird ein Schreibkopf 10 eines Al2O3 2%
Tintenstrahlschreibers zum Hin- und Herbewegen von _ .
einem Draht 13 gehalten, der um zwei von einem 50 Quarz-Glas.
Motor 14 angetriebene Rollen 11 und 12 geschlungen SiO2 100%
ist. Wenn der Schreibkopf 10 in eine Richtung ver- , c\ ■
rückt wird, wird ein Tintenstrahl ausgestoßen und auf Jenaer-Glas.
ein nicht näher dargestelltes Aufnahmemedium in SiO2 80,6%
Abhängigkeit von einem Steuersignal geworfen, wo- 55 B2O3 H>9%
durch die Schriftzeichen, wie noch näher beschrieben Na2O 3,83%
werden soll, dargestellt werden. AJ2O3 2,00%
F i g. 2 zeigt die wichtigsten baulichen Einzelteile Fe2O3 0,16%
des Schreibkopfes 10. Der Schreibkopf 10 ist mit K2O 1,51 %
wenigstens einer Düse 20 versehen, welche in einem 6°
Rohr 21 angeordnet ist, welches seinerseits mit einem Zusätzlich zu den genannten harten Gläsern können
Düsenhalter 22 fest verbunden ist. Der Halter 22 ist Kristallgläser, die die Bestandteile wie ZrO2 und P2O5
mit einem Schreibkopf fest durch die Bolzen23 und24 enthalten, Verwendung finden. Insbesondere sind Borverbunden.
Eine Beschleunigungselektrode 26, die silikat-Gläser vorteilhaft. Auf der aus hartem Glas
einen Beschleunigungsring 26A und eine Beschleuni- 65 der beschriebenen Sorte hergestellten Kapillare 40
gungsplatte 265 enthält, ist vor dem Düsenhalter 22 ist ein wasserabstoßender Überzug 41, beispielsweise
angeordnet. Horizontal- und Vertikal-Ablenk?Iek- aus Silikone, angebracht. Quellen für den Überzug
troden (nicht dargestellt), welchen die Steuersignale sind Silikon-Öl, Silikon-Firnis, Silikon-Gummi, SiIi-
kon-Harz usw., deren chemische Struktur nachstehend aufgeführt ist:
Silikon-Öl:
(CHa)3Si-O-
CH3
Si-O-
CH3
-Si(CHa)3
Silikon-Firnis:
OH
CH3-Si-CH3
CH3-Si-CH3
CH3 O CH3
I I I
...O — Si — O — Si — 0...0 — Si — O...
I I I
CH3 O CH3
Silikon-Gummi:
CH8 CH3 CH3
... O — Si — O — Si — O — Si ...
I i I
CH3 CH3 CH3
Silikon-Harz:
Si
R Si R
O Si
Si R R
Si
Si
I i
R R
R /R
I / I
Si O Si O Si
RRR In diesem Fall hängen die Eigenschaften der Harze
vom Typ des R und eines R/Si-Verhältnisses ab. R bezeichnet CH3-, C2H6-, C0H5-. Silikon-Harze
neigen dazu, bei etwa 1800C auszuhärten.
Wenn der Überzug 41 auf der Glaskapillare 40 getrocknet ist, wird ein Stück einer vorgegebenen Länge, das eine Düse bilden soll, abgeschnitten. Dieses Verfahren ist deshalb vorteilhaft, weil sich an den beiden Enden der Düse kein Silikon absetzen kann, ίο Außerdem wird ein vollständiger Überzug über der Außenfläche der Düse erreicht.
Wenn der Überzug 41 auf der Glaskapillare 40 getrocknet ist, wird ein Stück einer vorgegebenen Länge, das eine Düse bilden soll, abgeschnitten. Dieses Verfahren ist deshalb vorteilhaft, weil sich an den beiden Enden der Düse kein Silikon absetzen kann, ίο Außerdem wird ein vollständiger Überzug über der Außenfläche der Düse erreicht.
F i g. 5 zeigt die in den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Düse 20. Wie oben ausgeführt, umfaßt
die Düse 20 die aus hartem Glas hergestellte Kapillare is 40 und den auf der Außenfläche der Kapillare 40 angebrachten
Überzug41. Wie aus Fig. 5 deutlich ersichtlich
ist, tragen die Innenfläche und die Endflächen der Kapillare 40 keinen Überzug, so daß die Tintentropfen
an diesen freien Teilen haften können. Wegen des wasserabstoßenden Überzugs 41 wirkt auf Grund
der unterschiedlichen Randwinkel zwischen der Tinte und der Kapillare 40 bzw. dem Überzug 41 eine Kraft
auf die Tinte, so daß sogar in dem Fall, daß das Vorderende der Außenfläche der Kapillare aus irgendeinem
as Grund mit Tinte benetzt wurde, diese unmittelbar auf
die öffnung der Düse zurückgedrängt wird. Ein wie in F i g. 5 gezeigt geformter Miniskus 50 wird in seiner
Ausbildung so lange unverändert bleiben, wie die Versorgung mit Tinte konstant gehalten wird. Der
Miniskus 50 wird zu einem auszustoßenden Tröpfchen, welches auf einen gewünschten Punkt auf dem
Aufnahmemedium geworfen wird.
F i g. 6 zeigt die Anordnung der Düse 20 in einem Schutzrohr oder Futteral. Wie oben bereits ausgeführt,
ist die Düse aus Glas gefertigt. Ihr Durchmesser ist außerordentlich klein, so daß eine genügende mechanische
Festigkeit nicht gesichert ist. Zu diesem Zweck ist die Düse fest mit dem Schutzrohr oder Futteral 60
verbunden. Zwischen die Kapillare 40 und das Schutzrohr oder Futteral 60 kann ein elastisches Mittel
eingeführt sein. Das Schutzrohr oder Futteral kann aus Metall oder irgendeinem anderen geeigneten Material
bestehen. Das Schutzrohr oder Futteral kann die Düse auch teilweise umgeben. Im allgemeinen gilt das
Kriterium, daß das Ende des Schutzrohrs oder Futterals so weit von der öffnung der Kapillare oder Düse
entfernt sein muß, daß sich der Miniskus 50 mit eine: gewünschten Ausbildung stets am Ende der Düse
bilden kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Düse für einen Tintenstrahlschreiber mit einer bildenden, meniskusförmigen Tintentröpfchen immer
den Randwinkel zwischen der Düse und einem von 5 eine etwa gleiche Form und damit auch immer etwa
dieser ausgestoßenen Tintentröpfchen beeinflussen- das gleiche Volumen aufweisen.
den Ausbildung, dadurchge kennzeich- Aus der DT-AS 12 14 364 ist es in Verbindung mit
net, daß ihre Stirnfläche aus einem den die Düsen- Flugzeugen und Wasserfahrzeugen bekannt, aus Glas
öffnung umgebenden inneren Bereich (40) bilden- bestehende Windschutzscheiben mit Hilfe eines Kunstden
ersten Material und aus einem den den inneren i0 stoff enthaltenden Überzuges hydrophob, d. h. wasser-Bereich
umgebenden äußeren Bereich (41) bilden- abstoßend, zu machen. Dieser Überzug wird dabei von
den zweiten Material gebildet ist, wobei das zweite Zeit zu Zeit in Form einer Lösung auf die zu schützende
Material stärker wasserabstoßend ist als das erste Windschutzscheibe aufgesprüht, wodurch sich keine
Material. die freie Sicht behindernden Wassertröpfchen auf der
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1969045369U JPS4836188Y1 (de) | 1969-05-19 | 1969-05-19 | |
JP4536969 | 1969-06-11 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2024330A1 DE2024330A1 (de) | 1970-11-26 |
DE2024330B2 true DE2024330B2 (de) | 1975-05-22 |
DE2024330C3 DE2024330C3 (de) | 1976-01-22 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0221724A2 (de) * | 1985-10-31 | 1987-05-13 | International Business Machines Corporation | Tintenstrahldruckerdüse mit einer die Haltbarkeit verbessernden Beschichtung |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0221724A2 (de) * | 1985-10-31 | 1987-05-13 | International Business Machines Corporation | Tintenstrahldruckerdüse mit einer die Haltbarkeit verbessernden Beschichtung |
EP0221724A3 (en) * | 1985-10-31 | 1988-06-29 | International Business Machines Corporation | Ink jet printer nozzle with coating for enhanced wear properties |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4836188Y1 (de) | 1973-10-30 |
US3662399A (en) | 1972-05-09 |
DE2024330A1 (de) | 1970-11-26 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |