DE2349453A1

DE2349453A1 - Fluessigkeitsstrahlschreiber

Info

Publication number: DE2349453A1
Application number: DE19732349453
Authority: DE
Inventors: Walter Distler; Helmut Kraus; Oskar Schmidt; Christian Schwarz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-10-02
Filing date: 1973-10-02
Publication date: 1975-04-03
Also published as: DE2349453B2; US3975740A

Description

Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, 26.9.1973

Henkestraße 127

VPA 73/5124 Tp/Sin

Flüssigkeitsstrahlschreiber

Ein Flüssigkeitsstrahlschreiber gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist in der DT-AS 1 271 754 beschrieben. Bei diesem Flüssigkeitsstrahlschreiber ist eine Unterbrechung des Flüssigkeitsstrahls zwischen einer Düse und dem Aufzeichnungsträger durch eine geeignete Spannung zwischen der Schreibflüssigkeit und der Steuerelektrode möglich· Durch Tastung des Flüssigkeitsstrahls kann daher ein Bild aufgezeichnet werden. Bei einer Ausführungsform des bekannten FlüssigkeitsStrahlschreibers wird der Aufzeichnungsträger auf einer drehbar gelagerten Trommel aufgespannt. Die Trommel wird durch einen Motor synchron mit Zeilenimpulsen von einem Bildsender um ihre Achse gedreht und gleichzeitig in Achsrichtung verschoben, so daß der unmodulierte Flüssigkeitsstrahl das Re- . gistrierpapier senkrecht trifft. Wird das Bildsignal an die Steuerelektrode gelegt, so wird das Bild zeilenweise auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet.

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Die Schreibgeschwindigkeit hängt bei dem bekannten Flüssigkeitsstrahlschreiber vom Ausstoß der Schreibflüssigkeit pro Zeiteinheit aus der Düse ab. Je größer dieser Ausstoß ist, um so größer kann die Schreibgeschwindigkeit sein. Der Ausstoß hängt einerseits vom Düsendurchmesser und andererseits vom Druck der Schreibflüssigkeit ab. Sowohl dem Flüssigkeitsdruck als auch dem Düsendurchmesser sind jedoch Grenzen gesetzt. Wird der Druck über eine gewisse Grenze hinaus gesteigert, so erhöht sich der Ausstoß der Schreibflüssigkeit pro Zeiteinheit wegen der nichtlinear ansteigenden Flüssigkeitsreibung nicht mehr proportional mit dem Flüssigkeitsdruck«.

Für eine hohe Schreibgeschwindigkeit ist daher ein verhältnismäßig hoher Flüssigkeitsdruck erforderlich, der eine komplizierte und teuere Pumpe bedingt. Ferner, führt ein hoher Flüssigkeitsdruck dazu, daß die Schreibflüssigkeit beim Auf treffen auf dem Aufzeichnungsträger abprallt und zu einem unscharfen, verwischten Bild führt. Bei der Anwendung eines großen Düsendurchmessers muß die Hochspannung zwischen der Steuerelektrode und der Schreibflüssigkeit eine Höhe besitzen, die einen großen schaltungstechnischen Aufwand für die Steuereinrichtung bedingt. Bei demtekannten Flüssigkeitsstrahlschreiber ist daher bei vertretbarem Aufwand nur eine verhältnismäßig geringe Schreibgeschwindigkeit erzielbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Flüssigkeitsstrahlschreiber der genannten Art die Schreibgeschwindigkeit zu steigern, ohne daß eine wesentliche Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks oder der Hochspannung zwischen der Steuerelektrode und der Schreibflüssigkeit erforderlich ist»

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1. Die Anzahl der Düsen wird bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsstrahlschreiber der er-

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forderlichen Bildauflösung und der gewünschten Schreibgeschwindigkeit angepaßt. Wegen der Verwendung mehrerer Düsen kann bei gegenüber dem Stand der Technik nur unwesentlich erhöhter Hochspannung eine einwandfreie Strahlsteuerung erreicht werden. Auch der Flüssigkeitsdruck braucht gegenüber dem Stand der Technik nicht wesentlich erhöht zu werden.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgegenstands ist im Anspruch 2 angegeben. Bei dieser Ausgestaltung können die Düsen auf einer gemeinsamen Halteplatte befestigt sein. Eine einfache Justierung der Düsen ist möglich, wenn der Flüssigkeitsstrahlschreiber gemäß dem Anspruch 3 ausgebildet wird. Zur gemeinsamen Einstellung aller einer Steuerelektrode zugeordneten Düsen kann der Flüssigkeitsstrahlschreiber gemäß dem Anspruch 5 ausgebildet sein. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, gemäß dem Anspruch 6 mehrere Düsensysteme vorzusehen, die mit unterschiedlich gefärbten Schreibflüssigkeiten gespeist werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich , aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen

Figo 1 einen Flüssigkeitsstrahlschreiber nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Flüssigkeitsstrahlschreibers gemäß Fig. 1

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise des Flüssigkeitsstrahlschreibers gemäß den Fig. 1 und 2,

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Fig. 4 eine Düse des Flüssigkeitsstrahlschreibers gemäß den Fig» 1 und 2 mit ihren Halterungs- und Verstellvorrichtungen, und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V - V in Figo 4.

Der Flüssigkeitsstrahlschreiber gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Farbschreiber, bei dem das aufgezeichnete Bild aus drei verschiedenen Grundfarben, z.B. blau, rot und gelb, zusammengesetzt wird* Jeder Farbe ist eine Schreibeinheit zugeordnet. Der Schreiber besitzt daher drei Schreibeinheiten 1 bis 3. In der Figo 1 ist der Übersichtlichkeit halber nur die Schreibeinheit 2 dargestellt. Die Schreibeinheiten 1 und 3 sind in gleicher Weise wie die Schreibeinheit 2 ausgebildet.

Jede der Schreibeinheiten 1 bis 3 besitzt drei Düsen, die von einer gemeinsamen Pumpe mit Schreibflüssigkeit einer bestimmten Farbe gespeist werden. Die Düsen der Schreibeinheit 2 sind mit 4 bis 6 bezeichnet. Sie bestehen aus einem flexiblen Rohr, das in seinem Inneren eine Düsenkapillare aufnimmt, die am Rohrende etwas aus dem Rohr herausragt _o Demgemäß sind in der Figo 1 die von den Düsenkapillaren gebildeten Düsenenden 7 bis 9 sichtbar. Die Düsen 4 bis 6 sind in Lagern 10 bis 12 und Haltern 13 bis 15 einstellbar gelagert» Die Lager 10 bis 12 und die Halter 13 bis 15 sind auf einer Grundplatte 16 befestigt, mit der ein Zapfen 17 verbunden ist. Der Zapfen 17 ist in einem Lager 18 dreh- und längsverschiebbar. Flüssigkeitszuleitungen 19 bis 21 führen von einer Flüssigkeitspumpe zu den Haltern 13 bis 15 und sind dort mit den Düsen 4 bis 6 verbunden.

Die Düsen 4 bis 6 sind auf der Grundplatte 16 mittels der Halter 13 bis 15 und der Lager 10 bis 12 so ausgerichtet, daß die durch sie ausgestoßenen Flüssigkeitsstrahlen unmittelbar nebeneinander auf einem Aufzeichnungsträger 22 auftreffen. Der

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Aufzeichnungsträger 22 ist auf einer Trommel 43 befestigt. Zur Aufzeichnung wird die Trommel 43 gleichförmig gedreht. Ferner werden die Schreibeinheiten 1 bis 3 in der Längsrichtung der Trommel 43 verschoben, so daß das aufgezeichnete Bild aus Bildzeilen besteht. Die Bildinformation für die der Schreibeinheit 2 zugeordnete Farbe wird einer rohrförmig ausgebildeten, den Düsen 4 bis 6 gemeinsamen Steuerelektrode 23 zugeführt, durch die die Flüssigkeitsstrahlen gemeinsam mittels einer zwischen ihr und der Schreibflüssigkeit liegenden Hochspannung unterbrochen werden können« Die Hochspannung bewirkt, daß die Tröpfchen der Flüssigkeitsstraiilen elektrostatisch aufgeladen werden und sich aufgrund dei\ elektrischen Abstoßkräfte eine Tröpfchenwolke bildet _g die sich an der Elektrode 23 niederschlägt» Die Elektrode 23 besteht zweckmäßigerweise aus porösem Material und die sich dort niederschlagende Schreibflüssigkeit wird mittels Absaugleitungen 24 und 25 (Fig* 2) abgesaugt»

Anhand der Figo 3 ist die Wirkungsweise des Flüssigkeitsstrahlschreibers noch näher erläutert» In der Fig„ 3 ist die Steuerelektrode 23 sowie die Düse 4 mit dem Düsenende 7 dargestellt. Zur Düse 4 führt die Flüssigkeitsleitung 19 von einer Pumpe 26 über eine Druckregelvorrichtung 27, die für konstanten Flüssigkeitsdruck sorgt. Die Pumpe 26 saugt die Schreibflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 28. Die Steuer spannung wird von' einem Signalgeber 29 geliefert, welcher diese einerseits an die Elektrode 23 und andererseits an Masse legt. Da die Schreibflüssigkeit elektrisch leitend ist und ebenfalls auf Massepotential liegt, liegen die Steuersignale somit zwischen der Schreibflüssigkeit und der Steuerelektrode 23. Damit erreicht wird, daß der von der Düse 4 ausgestoßene Flüssigkeitsstrahl durch ein Steuersignal vollkommen unterbrochen werden kann, sind Hochspannungen in der Größenordnung von 600 V bis zu meh-

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reren kV erforderlich. Der von der Düse 4 ausgestoßene Flüs-. sigkeitsstrahl wird dem aufzuzeichnenden Bild entsprechend moduliert. In gleicher Weise werden die Flüssigkeitsstrahlen der' Düsen 5 und 6 moduliert. Die sich an der Steuerelektrode 23 beim Unterbrechen des Flüssigkeitsstrahls niederschlagende Schreibflüssigkeit wird von einer Saugpumpe 31 durch die Absaugleitungen 24 und 25 abgesaugt«.

Aus der Fig_e 2 geht .hervor, daß die.Flüssigkeitsstrahlen der Schreibeinheiten 1, 2 und 3 zur Längsachse der Trommel 43 hin gerichtet sind. Die Aufzeichnung eines Farbbildes erfolgt dabei in der Weise, daß beispielsweise die Schreibeinheit 1 den blauen Bildanteil, die Schreibeinheit 2 den roten Bildanteil und die Schreibeinheit 3 den gelben Bildanteil schreibt. Die Signale, die den Steuerelektrode!! dieser Schreibeinheiten zugeführt werden, sind dabei zeitlich so gegeneinander verschoben, daß jeder Bildpunkt ans den erforderlichen Farben zusammengesetzt wird, daß also beispielsweise auf dem Bildpunkt 30 in der gezeichneten Stellung des Aufzeichnungsträgers 22 der Gelbanteil, nach einer Verdrehung der Trommel 43 um den Winkel <£ der Rotanteil und- nach weiterer Verdrehung um den Winkel Φ- der Blauanteil geschrieben wird.

Die Verwendung dreier Düsen für eine Farbe ermöglicht es bei dem dargestellten Flüssigkeitsstrahlschreiber, eine Breite der Aufzeichnungsspur zu erzielen, die eine ausreichend hohe Schreibgeschwindigkeit ermöglicht. Die Schreibgeschwindigkeit hängt von der Steigung der Aufzeichnungsspur auf dem Aufzeichnungsträger 22 ab. Diese Steigung kann wiederum umso größer gewählt werden, je breiter die Aufzeichnungsspur ist. Trotz der Verwendung einer verhältnismäßig breiten Aufzeichnungsspur, die dadurch erzielt ist, daß die Strahlen der Düsen 4 bis 6 unmittelbar nebeneinander auf dem Aufzeichnungsträger auftreffen, genügt eine gegenüber der Verwendung einer einzi-

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gen Düse nur unwesentlich gesteigerte Hochspannung zur Modulierung der Flüssigkeitsstrahler Auch der Flüssigkeitsdruck braucht gegenüber der Verwendung einer einzigen Düse nicht wesentlich gesteigert zu werden.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, auch nur zwei oder mehr als drei Düsen für eine Schreibeinheit zu verwenden,, Die Anzahl der Düsen hängt von dem erforderlichen Ausstoß von Schreibflüssigkeit pro Zeiteinheit und damit von der gewünschten Schreibgeschwindigkeit ab.

Aus der Fig_o 1 geht hervor, daß die Schreibeinheit 2 in Bezug auf die Trommel 43 durch Verstellung des Zapfens 17 im Lager einstellbar ist. In gleicher Weise sind die Schreibeinheiten und 3 einstellbare Ferner sind die Düsen 4 bis 6 auf der Grundplatte 16 und in gleicher Weise die Düsen der Schreibeinheiten 1 und 3 einzeln einstellbar«, Anhand der Fig_e 4 und 5 ist dies näher erläuterte

In der Figo 5 ist beispielsweise die Düse 4 dargestellt. Die, Düse 4 ist in einer zylindrischen Aussparung des Lagers 10 zwischen zwei zylindrischen Führungen 32 gehaltert. Die zylindrischen Führungen 32 werden durch eine Druckfeder 33 gegen eine Stellschraube 34 gedrückt. Wird die Stellschraube verdreht, so wird das Düsenende 7 senkrecht zur Grundplatte 16 und damit auch senkrecht zu derjenigen Strahlebene, in der die Düsen 4 bis 6 in ihrer Schreibstellung liegen, bewegt. Diese Bewegung ist möglich, weil die Düse 4 biegsam ist«

Eine Verstellung der Düse 4 in der Strahlebene ist dadurch möglich, daß der Halter 13 um eine Achse 35 drehbar mit der Grundplatte 16 verbunden ist. Die Drehung des Halters 13 erfolgt mittels einer Schraube 36, die in ein mit dem Halter 13 fest verbundenes Zahnrad 37 eingreift. Wird die Schraube 36 am Vier-

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kant 38 mittels eines Schlüssels gedreht,■so wird auch der Halter 13 um die Achse 35 gedreht. Dadurch ist das Düsenende in der Strahlebene verstellbar, weil sich die Düse 4 durchbiegt. In der Figo 4 ist beispielsweise eine durch Verdrehung der Schraube 36 erzielbare Lage 7¹ des Düsenendes 7 gestrichelt eingezeichnete

Aus den Figo 4 und 5 ergibt sich, daß die Düse 4 in der Strahlebene und senkrecht dazu verstellbar ist„ In gleicher Weise sind auch alle anderen Düsen verstellbar» Die Einstellung des Flüssigkeitsstrahlschreibers erfolgt also einerseits durch Verstellung der die Düsen tragenden Grundplatten (Zapfen 17, Lager 18) und andererseits durch individuelle Einstellung jeder einzelnen Düse bis der gewünschte spitze Winkel zwischen den Strahlen der Düsen einer Schreibeinheit erzielt ist_o Die Grundplatte 16 bildet eine Halterung für die Düsen 4 bis 6, welche, um die senkrecht zum Zentralstrahl verlaufende, in der Strahlebene liegende Achse drehbar und in Richtung dieser Achse verschiebbar ist.

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N3PECTED

Claims

Patentansprüche

( 1oJFlüssigkeitsstrahlschreiber mit einer Strahlausstoßvorricnxung, welche an einer Druckmittelleitung zum strahlförmi- gen Ausstoßen einer elektrisch leitenden Schreibflüssigkeit zu einem Fleck eines Aufzeichnungsträgers hin angeschlossen ist, mit einer die in Tropfen zerfallende Schreibflüssigkeit umgebenden, zwischen der Ausstoßvorrichtung und dem Aufzeichnungsträger angeordneten Steuerelektrode _s mit einer zwischen die Steuerelektrode und die Schreibflüssigkeit schaltbaren Signalquelle zum Aufladen der Tropfen^ derart, daß die Tropfen sich gegenseitig abstoßen und in eine Tropf chensralke zerfallen, die sich an der Steuerelektrode niederschlägt, und mit Mitteln zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Ausstoßvorrichtung und dem Aufzeichnungsträger im Sinne der Aufzeiclinung eines aus Bildzeilen aufgebauten Bildes, .d". a d u r c-h gekennzeichnet, daß die Ausstoßvorrichtung aus mehreren, von einer gemeinsamen Pumpe gespeisten Düsen (4 bis 6) besteht,, die so ausgerichtet sind, daß die durch sie ausgestoßenen Flüssigkeitsstrahlen unmittelbar nebeneinander auf dem Aufzeichnungsträger (22) auf prallen^und daß die Flüssigkeitsstrahlen aller Düsen (4 bis 6) eine gemeinsame Steuerelektrode (23)durchsetzen»

2o Schreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (4 bis 6) so ausgerichtet sind, daß ihre Strahlen in' einer Strahlebene spitze Winkel miteinander bilden»

3. Flüssigkeitsstrahlschreiber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse (4 bis 6) ein an einem Halter .(13 bis 15) befestigtes, biegsames Rohr enthält, welches etwa in der Strahlebene und senkrecht dazu verstellbar ist.

4ο Schreiber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr ineinem Lager. (10 bis 12) geführt ist, das zwischen

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dem Halter (13 bis 15) und dem Düsenende (7 bis 9) liegt, daß der Halter (13 bis 15) etwa in der Strahlebene drehbar ist und daß das Rohr im Lager (10 bis 12) etwa senkrecht zur Strahlebene verstellbar ist_o

5. Schreiber nach einem dör Ansprüche 2 bis 4₉ dadurch gekennzeichnet j daß die einer gemeinsamen Steuerelektrode (23) zugeordneten Düsen (4 bis 6) mit einer gemeinsamen Halterung (16) verbunden sind,-welche um eine.senkrecht zum Zentralstrahl verlaufende, in der Strahlebene liegende Achse (17) drehbar und in Richtung dieser Achse verschiebbar ist«

6«, Schreiber nach einem der 'Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß' zur Erzeugung eines Farbbildes eine der Anzahl der Bildfarben entsprechende Anzahl von Schreibeinheiten (1 bis 3) vorhanden is"fc₈ von denen sich jede aus mehreren, von einer gemeinsamen Pumpe mit einer Bildfarbe gespeisten Düsen, denen eine gemeinsame Steuerelektrode zugeordnet ist, zusammensetzt.

ORIGINAL INSPECTED

509814/0650

HA

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