DE2318551C3 - Tintenstrahlmatrixdrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von -einem Tintenstrahlmatrixdrucker der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Art.

In der US-Patentschrift 34 16 153, die auch einen Tintenstrahlmp.trixdrucker zeigt, ist das Phänomen des Zerfalles eines Flüssigkeitsstrahles in einzelne Tropfen kurz nach Verlassen der Düse it;>olge der Wirkung der Oberflächenspannung innerhalb der Flüssigkeit beschrieben. Wenn eine Elektrode i. der Nähe des Tropfenbildungspunktes rund um den Strahl angeordnet ist und eins Spannung zwischen der Flüssigkeit und der Elektrode besteht, werden die Tropfen infolge der Influenz des elektrischen Feldes elektrisch geladen. Diese elektrische Ladung bewirkt auf die Tropfenoberfläche eine elektrische Kraft, welche entgegengesetzt der Tropfenbildungskraft gerichtet ist. Wenn diese elektrische Kraft größer wird als die Kraft der Oberflächenspannung, explodieren die Tropfen in kleinere Tropfen. Da jedes dieser kleineren Tröpfchen noch eine Ladung gleichen Vorzeichens trägt, stoßen sie einander ab in einer mehr oder weniger rechtwinkligen Richtung zur ursprünglichen Strahlrichtung, so daß durch Zerstörung des Tintenstrahles ein Nebel oder gewissermaßen eine Wolke gebildet wird. Mit einer Düse von einem Innendurchmesser von 0,015 mm und einem Flüssigkeitsdruck von ungefähr 20 kg/cm² und einer Geschwindigkeit von ungefähr lOOOcm/sec liegt der Punkt der Tropfenbildung ungefähr 1 mm vor der Düse. Eine größere Spannung als 90 Volt verursacht eine Zerstörung der Tropfen. Ein Spannungsbereich von 100 bis 500 Volt wurde als geeignet festgestellt. Dieser bekannte Tintenstrahlmatrixdrucker besitzt pro Düse je eine dieser Elektroden, die Zerstäubungselektroden genannt werden. Außerdem ist bei demselben zwischen den ZerstäubungseJektroden und dem zu bedruckenden Papier entweder ein Elektrodenpaar, das den bereits erwähnten Tintennebel so ablenkt, daß das Papier nicht verunreinigt wird, oder eine Lochblende angeordnet, die ein Auftreffen des Tintennebels auf das Papier verhindert.

Der im Anspruch angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahlmatrixdrucker zu schaffen, der auch den praktischen Belangen für eine rationelle Herstellung Rechnung trägt. Ein nach der Erfindung aufgebauter TintenstraWmatrixdrucker kommt demnach mit nur einer einzigen, allen Tintenstrahlen gemeinsamen Zerstäubungselektrode aus, die infolge der geringen Düsenteilung einfacher herstellbar ist als einzelne, jedem Strahl zugeordnete Zerstäubungselektroden. Diesen Vorteil ermöglicht die Erfindung, weil durch die Anordnung der verteilerseitigen Elrktroden

,o ein definiertes Potential im Verteiler erhalten bfeibt.

Es ist zwar auch ein Tintenstrahldrucker (DE-OS 20 45 617) bekannt, bei dem eine Mehrzahl von Düsen einer Steuerelektrode zugeordnet ist, die bei Einschaltung einer zwischen ihr und der Tinte einer Düse wirkenden Steuerspannung den Tintenstrahl in eine Tröpfchenwolke auflöst Zwischen dem Verteiler für die Tinte und den einzelnen Kapillaren, aus denen die Tintenstrahlen ausgestoßen werden, sind jedoch relativ lange und sehr dünne Röhren angeordnet, um einen hohen elektrischen Widerstand zwischen den einzelnen Kapillaren zu erzeugen. Durch diese langen Röhren wird der Druckkopf räumlich groß, so daß er die Sicht auf das zu bedruckende Papier verschlechtert Außerdem erzeugen lange, dünne Röhren einen großen Druckabfall der Tinte, so daß für die Erzielung einer für das Drucken erforderlichen Austrittsgeschwindigkeit der Tinte aus der Düse der Tintendruck im System erhöht werden muß. Ein erhöhter Tintendruck wirft jedoch Abdichtungsprobleme auf bzw. verringert die Standzeit des Druckers. Ferner rufen Ablagerungen der Tinte innerhalb der dünnen Röhren einen größeren Druckabfall hervor als gleich große Ablagerungen in weiteren Röhren, so daß ein häufiger Austausch der dünnen Röhren bzw. in Abhängigkeit vom Aufbau des Druckkopfes ein Austausch des gesamten Druckkopfes erforderlich ist. Ein potentialmäßiges Trennen der einzelnen Düsen und somit das Aufrechterhalten des gemeinsamen eindeutigen Potentials im Verteiler ist bei diesem Tintenstrahldrucker nicht vorhanden.

Ein Ausführungsbeispiel eier Erfindung ist nachstehend an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. I ein Schema eines Tintenstrahlmatrixdruckers und

F i g. 2 einen Schnitt durch den Verteiler entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.

Der Tintenstrahlmatrixdrucker 10 besitzt den Verteiler 12, der mehrere eng benachbarte Düsen lla bis He aufweist und Strahlen von Tinte erzeugt. Die Tinte wird unter Druck durch die Leitung 13 dem Verteiler 12 zugeführt. Die Strahlen sind so angeordnet, um auf dem Aufzeichnungsträger 14 einzelne Punkte 14a bis 14ezur Bildung von Zeichen zu erzeugen.

Um zu diesem Zweck die Tintenstrahlen wahlweise zu steuern, ist die Zerstäubungselektrode 16 vorgeschen, welche unerwünschte Strahlen zerstreut. Die Zerstäubungselektrode 16 besteht aus parallelen Platten oder aus einem Rahmen, der an ein elektrisches Potential in der Größenordnung von 100 bis 500 V angeschlossen ist. Die Lochblende 15 ist zwischen der Zerstäubungselektrode 16 und dem Aufzeichnungsträger 14 angeordnet und verhütet, daß die zerstreuten Strahlen auf den Aufzeichnungsträger 14 gelangen. Die Blende besitzt mehrere Öffnungen 15a bis 15e, die mit den Düsen fluchten und so den Tintenstrahlen einen Durchgang erlauben.

Die Düsen 11 stellen enge Bohrungen oder Röhren lla bis I ledar, welche in die gemeinsamen Verteiler 12 (F i g. 2) einmünden. Die nichtleitenden Röhren 1 la bis

Up sind mit leitenden Hülsen 22a bis 22c an ihren den Verteilern 12 benachbarten Enden ausgestattet, die entweder separate Metalleinlagen oder eine innere Plattierung der Röhren bilden. Diese Hülsen sind sowohl miteinander als auch mit Erde verbunden. Die anderen Enden der Düsen Ua bis lic weisen die leitenden Hülsen 24a bis 24c auf, die ebenfalls einzeln oder durch innere Plattierung der Röhren gebildet sein können und die entweder mit einer Spannungsquelle oder mit Erde verbunden sind, beispielsweise durch einzelne Schalter 28a bis 28e, die über Leitungen 26a bis 26e (Fig. 1) mit Erde verbindbar sind. Die Düsen Ua bis Ue sind so dimensioniert, daß mit der verwendeten Tinte ein Widerstand von 0,1 bis 1 Megaohm zwischen den Hülsen 22 und 24 besteht Mit einem Ladungspotential von 500 Volt wird ein Strom in der Größenordnung von 1 bis '/ίο mA fließen, und die verbrauchte Energie liegt zwischen 0,5 und 0,05 Watt Da die Düsen hohes Potential nur zum Drucken führen, das innerhalb einer kurzen Zeitspanne erfolgt, ist die hierbei erzeugte Wärme tragbar. Während es beabsichtigt ist, die wahlweise aufiadbaren Düsen während des Druckvorganges mit Erdpotential zu verbinden in Abhängigkeit von der Zeitkonstanten des Systems und der gewünschten Einschaltzeit für das Drucken, ist es möglich, die wahlweise ladbaren Düsen flott zu machen, wenn das Drucken nicht erfolgt.

Die Zerstäubungselektrode 16 ist mii eirvem Potential von ungefähr 500 Volt verbunden, und wenn gewünscht ist, Punkte 14a, 14c, Hd und 14e, aber nicht 14fa zu erzeugen, muß der Schalter 28Z> mit Erde verbunden sein, während die Schalter 28a und 28c bis 28e mit der 500-Volt-Spannungsquelle verbunden sein müssen. Dadurch wird der von der Düse 11 b erzeugte Tintenstrahl in der Ebene der Zerstäubungselektrode 16 zerstreut, wobei die Lochblende 15 verhindert daß diese zerstreute Tinte auf den Aufzeichnungsträger 14 gelangt Die Strahlen der Düsen 11a und Hc bib He gelangen durch die öffnungen 15a und 15c bis 15e auf den Aufzeichnungsträger 14 und erzeugen auf demselben die Punkte 14a und 14c bis 14e.

Eine Alternative dieser Anordnung sieht vor, daß die Hülsen 22a bis 22c auf hohem Poteatial gehalten werden und die Zerstäubungselektrode mit Erde verbunden ist. Dann sind die Düsen Ha bis He, die keine Punkte schreiben sollen, an 500 VcK anzuschließen, so daß der Strahl an der Zcrstäubungr,e!ektrode 16 sich auflöst Um zu drucken, wird die einzelne Düse geerdet, so daß der Strahl die Zerstäubungselektrode 16 passieren kann und auf dem Aufzeichnungsträger 14 auftrifft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Tintenstrahlmatrixdrucker mit mehreren gegen das zu bedruckende Papier gerichteten, mit einem Verteiler verbundenen Düsen, zwischen denen und dem zu bedruckenden Papier Zerstäubungselektroden und eine allen Düsen gemeinsame Lochblende angeordnet sind, deren Löcher mit den Düsen fluchten, wobei an die einzelnen Düsenausgänge und Zerstäubungselektroden in Abhängigkeit vom zu druckenden Zeichen elektrische Signale anlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungselektroden als eine die Tintenstrahlen sämtlicher Düsen umschließende gemeinsame Zerstäubungselektrode (16) ausgebildet ist und daß die Düsen (lla bis lie) an ihren veneilerseitigen Endabschnitten je eine Hülse (22a bis 22c) tragen, die als Elektroden gemeinsam an das Potential der Signalspannung «ngeschlossen sind, das dem nicht an die Zerstäublängselektrode (16) angelegten Potential der Signalspannung entspricht.