DE2428331C2

DE2428331C2 - Absaugelektrodenanordnung für einen Tintenstrahlschreiber

Info

Publication number: DE2428331C2
Application number: DE2428331A
Authority: DE
Inventors: Carl Hellmuth Lund Hertz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-07-02
Filing date: 1974-06-12
Publication date: 1983-05-26
Also published as: SE378212B; FR2236166A1; US3916421A; CA1002578A; SE7309262L; DE2428331A1; JPS5050824A; JPS5739946B2; FR2236166B1; IT1016259B; GB1477034A

Description

Die Verwendung von Tintenstrahl-Registrierverfahren für die verschiedensten Aufzeichnungszwecke hat In der letzten Dekade zunehmend an Interesse gewonnen, da die Registrierung durch Farbauftrag mittels Tintenstrahlen gegenüber anderen Aufzeichnungsverfahren eine Reihe von Vorteilen hat. Ein Überblick über die bisher bekannten Tlntenstrahl-Registrierverfahren findet sich in der Arbeit von Kampfhöfner »Ink Jet Printing«. IEEE Transactions on Electron Devices ED-19, April 1972, Seite 584. Wie diese Veröffentlichung zeigt, gibt es anscheinend nur zwei grundsätzlich verschiedene Registrierverfahren, die mit einem unter hohem Druck aus einer Düse ausgestoßenen Strahl einer Reglstrierflüssigkeit (»Tinte«) arbeiten. Das eine dieser Verfahren wurde erstmalig von Sweet (siehe z. B. die US-PS 35 96 275 und 73 437) und das andere von Hertz und Slmonsson (siehe z. B. US-PS 34 16 153. DE-PS 12 71 754 sowie die SE-PS 3 11 537 und 3 31 370) angegeben. Bei dem Sweet-Verfahren wird dem aus der Düse ausgestoßenen Strahl der Reglstrlerflüsslgkelt (»Tintenstrahl«) mittels einer Steuerelektrode eine signalabhängige elektrische Ladung erteilt, so daß er durch ein anschließend auf ihn einwirkendes elektrisches Querfeld (»Ablenkfeld«), ähnlich wie ein Elektronenstrahl in einer Braunschen Röhre abgelenkt werden kann. Bei dem Verfahren nach Hertz und

Simonssüti wird Im Prinzip zwischen die Döse und eine vor dieser angeordnete Steuerelektrode eine Steuerspannung gelegt, d|e so hohe Werte annehmen kann, daß der aus der Dose austretende Tintenstrahl In feinste Tröpfchen zerstäubt, die durch ein elektrisches Querfeld (»Absaugfeld«) am Auftreten auf das Registrierpapier gehindert werden können, während der Tintenstrahl bei verschwindender Steuerspannung geradlinig und ungehindert auf das Registrierpapier auftrifft. Beide Verfahren sind in der verschiedensten Hinsicht weiterentwickelt to worden.

Ein unter hohem Druck aus einer Düse austretender Flüssigkeitsstrahl teilt sich kurz nach der Austrittsstelle am sogenannten Tropfenbildungspunkt spontan in getrennte Tröpfchen auf, die sich in Abwesenheit von auf sie einwirkenden Kräften längs eines geradlinigen Weges bewegen. Sowohl beim Sweet-Verfahren als auch beim Hertz/Slmonüson-Verfahren werden diese Tröpfchen durch elektrische Influenz von der Steuerelektrode aufgeladen, die den Tropfenbildungspunkt umgibt und mit der Signalspanriung gespeist ist. Bei beiden Verfahren wandern die Tröpfchen dann durch ein elektrisches Gleichfeld, das durch zwei Elektroden erzeugt -/ird und im wesentlichen senkrecht zur Strahlrichtung verläuft. Hler beginnen nun jedoch die Unterschiede der beiden Verfahren: Beim Sweet-Verfahren werden Tröpfchen genau gleichen Volumens erzeugt, und jedem einzelnen Töpfchen wird eine solche Ladung erteilt, daß es durch das konstante elektrische Feld zu dem Ort auf dem Registrierpapier, wo es auftreffen soll, abgelenkt wird (siehe z. B. US-PS 33 73 437). Wesentlich für dieses Verfahren ist also eine ganz gleichförmige Tröpfchenbiidung. Beim Hertz/Simonsson-Verfahren dient das durch zwei plattenförmige Elektroden erzeugte elektrische Querfeld (siehe z.B. DE-PS 12 71754) dagegen nur dazu, den durch das Zerstäuben der geladenen Tröpfchen entstandenen, elektrisch geladenen Nebel abzusaugen und am Erreichen des Registrierpapiers zu hindern, so daß nur die ungeladenen Tröpfchen das Registrierpapier erreichen können. Es gibt zwar auch eine Variante des Hertz/Simons; jn-Verfahrens, das ohne Ablenkfeld arbeitet und Halbtonbilder zu erzeugen gestattet. Diese Variante Ist jedoch für die vorliegende Erfindung ohne Interesse.

Bei beiden Verfahren benötigte man bisher für die Erzeugung des elektrischen Querfeldes verhältnismäßig hohe Spannungen, und zwar beim Swtet-Verfahren, um ausreichende Ablenkwinkel zu erzielen, und beim Hertz/Slmonsson-Veirfahren, um die mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse austretenden erheblichen Tintenmengen elektrisch absaugen zu können. Die hohen Spannungen bringen jedoch in der Praxis erhebliche Probleme mit sich, da es nie ganz vermieden werden kann, daß sich Tröpfchen der Registrierflüssigkeit auf den die felderzeugenden Elektroden nähernden Isolatoren niederschlagen. Durch solche Flüssigkeitsniederschläge entstehen dann Kriechströme und Überschläge, die die Zuverlässigkeit des Registriergerätes erheblich beeinträchtigen. Man kann zwar diese Probleme dadurch vermeiden, daß man auf das Absaugfeld verzichtet und, wie es aus der DE-OS 19 50 430 und der SE-PS 3 47 375 bekannt Ist, lediglich eine rohrförmige, poröse Steuerelektrode verwendet, an deren Innenwand der durch die Zerstäubung entstehende Flüssigkeitsnebel niedergeschlagen und abgesaugt wird, während die ungeladenen Tröpfchen die rohrf'irmige Steuerelektrode längs ihrer. Achse ungehindert durchlaufen können. Ein Elektrodensystem dieser Art lsi zwar ".ohr zuverlässig, es hat jedoch.

Insbesondere bei Tintenstrahl-Registriergeraten mit mehreren Strahlerzeugungssystemen, den In vielen Fallen prohtbltiven Nachteil, daß unvermeidlich auch ein Teil der zerstäubten Tröpfchen zum Aufzeichnungsträger gelangt und dort einen störenden Untergrund erzeugt.

Der vorliegenden Anmeldung liegt, ausgehend von dem obengenannten Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, eine Absaugelektrodenanordnung für einen Tintenstrahlschreiber anzugeben, welche mit weniger Elektroden auskommt als die bekannten Absaugelektrodenanordnungen.

Diese Aufgabe wird durch eine Absaugelektrodenanordnung der eingangs genannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Merkmal gelöst.

Da die vorliegende Absaugelektrodenanordnung anstelle der für die Steuerung des Tintenstrahles und die Erzeugung des Ablenkfeldes bisher erforderlichen drei Elektroden mit nur zwei Elektroden auskommt, ist sie wesentlich einfacher und kann auch viel gedrängter aufgebaut werden, als die bekannten EleH.rodenanordnungen. Durch den gedrängten Aufbau kommt man mit kleineren Spannungen zur Erzeugung eines Ablenk- oder Absaugfeldes vorgegebener Feldstärke aus, außerdem wird der Tintenstrahl vollkommener eingeschlossen, so daß die Gefahr einer Verschmutzung von Isolatoren, die zur Halterung der Elektroden,dienen, erheblich herabgesetzt wird.

Die Erfindung kann sowohl bei Tlntenstrahlschreibern, die nach dem Sweet-Verfahren arbeiten, als auch bei Tlntenstrahlschreibern, die nach dem Hertz/Simonsson-Verfahren arbeiten, Anwendung finden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine stark vereinfachte Ansicht der für die Erfindung interessierenden Teile eines Tintenstrahl-Registriergerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Im Schritt dargestellten Elektrodensystem;

Flg. 2a eine Fig. 1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fi 5.2b ein Querschnitt In einer Ebene IMI der F i g. 2a;

Fig. 2c eine perspektivische Darstellung d<;s Elektrodensystems des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2a;

Flg. 3a eine Fig. 1 entsprechende Schnütansich: eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 3b ein Querschnitt in einer Ebene IH-III der Fig. 3a;

Fig. 3c eine perspektivische Ansicht des Elektrodensystems des Ausführungsbeispiels gemäß Flg. 3a;

Flg. 3d eine persptktivische Ansicht eines abgewandelten Elektrodensystems für das Ausführungsbeisplci gemäß Fig. 3a;

Fig. 4a eine Flg. 1 entsprechende Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Flg. 4b eine perspektivische Ansicht des Elektrodensystems des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4a;

Fig. 4c eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten Elektrod:.isy,tems für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4a;

Fig. 5a eine perspektivische Ansicht eines Elektrodensystems für ein fünftes Ausführungibeisplel der Erfindung;

Flg. 5b eine Querschnittsansicht des Elektrodcnsystems gemäß Fig. 5<v

Fig. 6a eine vereinfachte Teilansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 6b ein Querschnitt des Elektrodensystems gemäß Fig. 6a und

Flg. 7 eine Draufsicht auf das Elektrodensystem gemäß Fig. 6a bei der Verwendung zum Drucken für alphanumerische Zeichen und dgl.

Der in Flg. 1 vereinfacht dargestellte Tintenstrahlschreiber enthält eine Tintenleitung 10, die mit einer nicht dargestellten. In üblicher Welse ausgebildeten Quelle für eine unter Druck stehende Registrierflüsslgkeit (Tinte) verbunden ist und In eine feine Düse 12 ausläuft, aus der Im Betrieb ein Tintenstrahl 14 mit einem Durchmesser von beispielsweise 10 bis 50 um austritt. Der Tintenstrahl 14 teilt sich in bekannter Welse an einem Tröpfchenbildungspunkt 16 spontan in eine Folge von Tröpfchen auf. Die Tröpfchenbildung kann durch relativ hochfrequente mechanische Schwingungen beeinflußt werden. Zur Erzeugung dieser Schwingungen kann ein mit der Düse 12 gekoppelter elektromechanlscher Wandler 18 dienen. Diese Maßnahme Ist jedoch für die Funktion des Tintenstrahlschrelbers nicht wesentlich, sie bewirkt nur eine Verringerung der Größe und eine Erhöhung der Anzahl der Im Tröpfchenbildungspunkt pro Zeiteinheit entstehenden Tröpfchen. Der aus der Folge von Tröpfchen bestehende Tintenstrahl bewegt sich dann mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 m/s zu einem Aufzeichnungsträger 20. z. B. einem auf eine rotierende Trommel 22 aufgespannten Papierblatt. Der Abstand zwischen der Düse 12 und dem Aufzeichnungsträger 20 besteht mit einem Strahldurchmesser von 20 um typischerweise etwa 25 mm. Bei kleinerem Strahldurchmesser läßt sich der Abstand zwischen Düse und Aufzeichnungsträger verringern, z. B. auf etwa 15 mm. bei größerem Strahldurchmesser Ist Im allgemeinen ein etwas größerer Abstand zweckmäßig. Auf dem Weg von der Düse 12 zum Aufzeichnungsträger 20 durchläuft der Tintenstrahl 14 eine rohrförmige Steuerelektrode 24 aus porösem und elektrisch leitfähigem Material. Die Steuerelektrode 24 hat vorzugsweise ein etwas verengtes Eintrittsende und beginnt in Strahlrichtung etwas vor dem Tröpfchenbiidungspunkt 16, so daß dieser gegen Störfelder *o abgeschirmt wird.

Zum elektrischen Aufladen und Zerstäuben der sich bildenden Tröpfchen ist die Steuerelektrode 24 mit einer Ausgangsklemme eines Endverstärkers 26 verbunden. tier durch eine Signalquelle 28 gesteuert wird. Die andere Ausgangsquelle des Endverstärkers 26 Ist mit einer Elektrode 30 verbunden, die in der Tintenleitung 10 angeordnet ist und mit der elektrisch ausreichend leitfähigen Tinte in Verbindung steht. Vorzugsweise ist ein feinporiges Filter 'nicht dargestellt) im Flüssigkeitsweg zwischen der Elektrode 30 und der Auslaßöffnung der Düse 12 angeordnet. Eine der beiden Ausgangsklemmen des Endverstärkers ist normalerweise geerdet.

Die Steuerelektrode 24 ist mit einem Gehäuse 32 umgeben, dessen Inneres mit einer Absaugpumpe 34 verbunden ist, so daß die auf die poröse Steuerelektrode 24 auftreffenden Flüssfgkeitströpfchen abgesaugt und einem Sammelbehälter 35 zugeführt werden.

Abweichend von den Elektrodensystemen der bisher bekannten Tinteastrahl-Registriergeräte, die mit einem Absaugfeld arbeiten, enthält das Elektrodensystem des Ausführungsbeispiels gemäß Flg. 1 eine stabförmige Feldelektrode 36, die in nahem Abstand unterhalb der Achse der rohrförmigen Steuerelektrode 24 angeordnet ist und daher auch in nahem Abstand unterhalb des Weges des unbeeinflußten Tintenstrahles verläuft. Die Feldelektrode 36 kann einfach aus einem Metalldraht bestehen, der an einem zum Sammelbehälter 35 führenden Ableltröhrchen 38 befestigt Ist. An dem der Trommel 22 zugewandten Ende trägt die Feldelektrode eine schräge Abfangplatte 40.

Die Feldelektrode 36 Ist mit einer nur schematisch dargestellten Spannungsquelle 42 verbunden, die eine Gleichspannung von etwa 1000 Volt bezüglich der beim dargestellten Ausführungsbelsplel geerdeten Steuerelektrode 24 liefert. Durch das auf diese Welse erzeugte elektrische Feld zwischen den Elektroden 24 und 36 werden die geladenen Flüssigkeitströpfchen In bekannter Welse (siehe z.B. DE-AS 12 71754 Flg. 2 und Fig. 8) abgelaugt und am Auftreffen auf den Aufzeichnungsträger gehindert. Wegen der zylindrischen Geometrie des Feldes ist die Feldstärke In der Nähe der Feklelektrode 36 am größten und die Polarität der Spannung lsi vorzugsweise so gewählt, daß die zerstäubten Tröpfchen von der Feldelektrode 36 angezogen werden.

Wenn die Signalspannung zwischen den Elektroden 24 und 30 Null ist, wird der Tintenstrahl 14 nicht aufgeladen, und er durchläuft das elektrische Feld zwischen den Elektroden 24 und 36 unbeeinflußt. Wenn jedoch die Signalspannung vom Endverstärker auf beispielsweise etwa 200 Volt ansteigt, tritt eine Aufladung und Zerstäubung der Tröpfchen ein. Wenn die zerstäubten Tröpfchen dann In das elektrische Feld zwischen den Elektroden 24 und 36 gelangen, werden sie von der einen Elektrode angezogen, vorzugsweise, wie gesagt, von der Feldelekirode 36, deren Spannung dann natürlich die entgegengesetzte Polarität haben muß, wie die Ladung der Teilchen

Durch die Wirkung des Absaugfeldes werden die Tröpfchen abgelenkt und treffen auf die Abfangplatte 40 auf. Von dort fließen sie durch das Ableitröhrchen 38 in den Sammelbehälter 35. Der Tintenstrahl 14 trifft auf den Aufzeichnungsträger 20 also nur währind der Zeitspannen auf. In denen die Signalspannung zwischen der Tinte in der Tintenleitung 10 und der Steuerelektrode 24 Null oder annähernd Null ist. Auf diese Weise ist eine Ein/Aus-Modulation des Tintenstrahls, d. h. eine Intensitätssteuerung der Spur auf dem Aufzeichnungsträger zwischen einem vorgegebenen Schwärzungs- oder Farbwert und dem Wert Null, möglich. Vorbedingung für eine einwandfreie Modulation ist, daß der Tropfenbildungspunkt 16 des Tintenstrahles gegen das Absaugfeld zwischen den Elektroden 24 und 36 im wesentlichen abgeschirmt ist. Dies kann z. B. durch eine Verengung 44 am Eintrittsende der Steuerelektrode 24 geschehen, wie es in Fig. 1 dargestellt Ist. Diese Verengung wird so geformt, daß sich zwischen dem Tropfenbüdungspunkt 16 und der Feldelektrode 36 ein praktisch absaugfeldfreler Bereich ergibt.

Das Elektrodensystem 24-36 des Tlntenstrahl-Registriergerätes gemäß Fig. 1 enthält also für die Aufladung und Absaugung nur zwei Elektroden anstelle der bei den bekannten Geräten erforderlichen drei Elektroden. Das einfache Elektrodensystem gemäß der Erfindung läßt sich auf die verschiedenste Weise realisieren, wie die in den folgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen, bei denen flächige Feldelektroden verwendet werden, die gewöhnlich aus porösem und elektrisch leitfähigem Material bestehen.

Das Elektrodensystem gemäß Fig. 2a enthält eine Steuerelektrode 24a, die einen rohrförmigen, den Tropfenbüdungspunkt 16 umgebenden Teil 24αα und einen sich in Richtung zum Aufzeichnungsträger erstreckenden plattenförmigen Teil lAab enthalten kann, dem unten eine vom rohrförmigen Teil 24αα beabstandete plattenförmige Feldelektrode 36a gegenüberliegt, an deren Ende wieder eine Abfangplatte 40 angebracht ist.

Vorzugswelse hat das Elektrodensystem jedoch die In den Flg. 2b und 2c dargestellte Form mit einem blockförmigen Teil 246o, der eine verhältnismäßig enge Bohrung 48 hat, die den Tintenstrahl 14 im Bereich des Tropfenblldungspudfctes umgibt und dort einen absaugfcldfrelen abgeschirmten Bereich 46 erzeugt. Vom blockförmlgen Teil 24ba springt dann ein Im Querschnitt U-("örmlger Teil 24bb vor. der die Feldeiektrode 36a seitlich einseht!'.'~>t. Vorzugswelse sind die Elektroden 24a, 24b und 36a ,ähnlich wie die Elektrode 24 In Flg. I mit Absaugvorrichtungen für die Tinte versehen (In Fig. 2 nicht dargestellt) und aus porösem Material, ι. B. Sintermetall, hergestellt. Die Feldelektrode 36a Ist ein plattenartlger Körper, der an allen Selten genügend Abstand vom blockförmtgen Teil 24ba und vom U-förmigen Tell is 24/>/> hat. Das der Bohrung 48 abgewandte Ende der Feldelektrode 36 Hegt in einer F.bene mit der Stlrnelte des U-förmlgen Teiles 24bb und ist dort mit einer Abfangplaite 40 versehen, wie aus Fl g. 2c ersichtlich Ist.

Dl? Ausführungsform g?mäR Fio 1 kl ähnlich (W

gemäß Flg. 2. Bei Flg. 3 Ist jedoch die Feldelektrode 36c U-förmig, wie aus Flg. 3b und 3c ersichtlich Ist. und die Steuerelektrode 24c hat einen rohrförmigen Teil 24ca sowie einen von diesem vorspringenden, plattenartigen Teil 24cb, an dessen vorderem Ende wieder eine Abfangplatte 40 angeordnet 1st. Die Feldelektrode 36c hat im wesentlichen die Form eines kopfstehenden ,.U". wie aus Flg. 3b und 3c ersichtlich Ist.

Bei den Elekirodensystemen gemäß Fig. 2 und 3 werden die Tintentröpfchen, ähnlich wie bei dem System gemäß Flg. I, aufgeladen, wenn die Signalspannung an der Stf lerelektrode 246 bzw. 24c wesentlich von Null verschieden Ist. Die Tröpfchen werden dann durch das Im wesentlichen senkrecht zur Tintenstrahlachse verlaufende elektrische Feld zwischen der Steuerelektrode 24 und der Feldelektrode 26 abgelenkt und treffen dann auf die Abfangplatte 40 auf, die zwecMTiäßlgerweise aus einer In der dargestellten Weise schräggestellten Raslerklinge besteht. Die zum Tintenstrahl hinweisende Kante der Abfangplatte 40 soll so scharf wie möglich sein und aus einem solchen Material bestehen, daß sich an der Kante eine Tröpfchen bilden bzw. halten können.
' Im Prinzip besteht der tlnzlge wesentlichere Unters;hled zwischen den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 in der Anordnung der Abfangplatte 40, die einmal an der Feldelektrode 36a und das andere Mal an der Steuerelektrode 24c angeordnet ist. Wo die Abfangplatte 40 angebracht ist, spielt prinzipiell keine Rolle, wenn es auch die Polarität der Spannungsquelle 42 beeinflußt (die Tröpfchen sollen zur Abfangplatte hin gezogen werden), in der Praxis spielt die Anordnung der Abfangplatte jedoch eine gewisse Rolle, da der größere Teil der Aufzeichnungsflüsslgkeit den Aufzeichnungsträger 20 nicht erreicht und an der Abfangplatte gesammelt wird. Die angesammelte Aufzeichnungsflüssigkeit kann, ähnlich wie es In F i g. 1 beschrieben Ist, mittels einer Saugpumpe laufend abgeführt werden, die die Aufzeichnungsflüssigkeit durch die porösen Elektroden absaugt. Andererseits können die Elektroden aber auch so geformt und angeordnet sein, daß die angesammelte Aufzeichnungsflüs- "*· sigkelt unter der Wirkung der Schwerkraft abfließt.

F i g. 3d zeigt ein Elektrodensystem, das im Längsschnitt Im wesentlichen so aussieht, wie das Elektrodensystem gemäß Fig. 3a. Die Steuereiektrode 24d enthält einen blockförmigen Teil Uda mit einer rechtecki- ^K gen Öffnung 48a* und einem plattenförmigen Teil 2Adb, an dessen vorderem Ende wieder eine Abfangplatte 40 angebracht ist. Die Feldelektrode 36d hat die Form einer rechteckigen Platte, die über dem plattenförmigen Teil 24(/6 liegt und hler etwas vor dem Ende des plattenförml gen Teiles 24db endet. Ein Elektrodensystem dieser Art eignet sich besonders für Tlntenstrahlreglstrlergeräte, bei denen die den Tintenstrahl ausstoßende Düse 12 eine periodische oder signalgesteuerte Schwenkbewegung ausführt, wie durch einen Doppelpfeil In Flg. 3d angedeutet Ist. Die der Abfangplatte 40 zugewandte Kante 50 kann, wie es In Flg. 2a bei 50a dargestellt 1st, abgerundet sein, um das elektrische Feld gleichmäßiger zu machen. Im übrigen sind auch hler die Elektroden wie bei allen anderen Ausführungsformen vorzugsweise porös und mit Mitteln zum Absaugen der abgefangenen Tinte versehen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4a und 4b iihnelt der Ausfuhrungsform gemäß !-Ig 3a bis 3c mit der Ausnahme, daß die Steuerelektrode 24e einen plattenförmigen Teil 24p6 hat, der über die Feldelektrode 36c hinausragt und an dem der Düse abgewandten Ende mit einem scheibenförmigen Teil 24ec versehen ist, der eine Durchbrechung 24p(/ für den Tintenstrahl 14 aufweist und dazu dient, die auf Hochspannung liegende Feldelektrode 36p gegen die Trommel 22 abzuschirmen. Die Abfangplatte 40 Ist In der Durchbrechung 24pd angeordnet. Der scheibenförmige Teil 24pc verhindert, daß sich Staubteilchen oder dgl. aus der Umgebung auf der Feldelektrode 36p absetzen und dort zur Bildung von sekundären .Tintentröpfchen führen, die dann wiederum zur Trommel 22 sowie dem Aufzeichnungsträger gelangen und dort Flecken verursachen könnten.

Der der Düse zugewandte rohrförmlge Teil 24ea der Steuerelektrode 24e Ist mit einer länglichen Bohrung 48p für den Tintenstrahl versehen, die einen störfeldfrelen Raum bildet. In der sich der Tröpfchenbildungspunkt befindet. Dieser Ist also auch hler wieder gegen äußere Störfelder abgeschirmt.

Flg. 4c zeigt ein Elektrodensystem, das Im Prinzip ähnlich aufgebaut Ist wie das gemäß Fig. 3d. Abweichend von diesem Ist die Steuerelektrode 24f jedoch an dem der Düse 12 abgewandten Ende ähnlich wie bei dem Ausführungsbelsplel gemäß Flg. 4a und 4b mit einem scheiben- oder plattenförmigen Teil 24/c versehen, der eine langgestreckte Öffnung 24/d für den Tintenstrahl aufweist. In der unten eine längliche Abfangplatte 40/ angeordnet ist. Die Feldelektrode 36/liegt oberhalb eines plattenförmigen Teiles 24/b der Steuerelektrode 24/

Fig. 5a zeigt eine perspektivische Ansicht einer Abwandlung des Elektrodensystems gemäß Fig. 3d, bei dem die Feldelektrode 36,? die Form eines kopfstehenden »U« hat. siehe auch die Schnittansicht Fig. 5b. Die Steuerelektrode 24g ist ähnlich wie die Steuerelektrode 24rfin Fig. 3d ausgebildet. Das Elektrodensystem gemäß Flg. 5 hat gegenüber dem gemäß Fig. 3d den Vorteil, daß der Bereich praktisch völlig eingeschlossen und abgeschirmt ist, den die Tintentröpfchen Im Elektrodensystem auf ihrem Weg zum Aufzeichnungsträger (nicht dargestellt) oder, falls sie geladen sind, zur Abfangplatte 40 durchlaufen. Hierdurch wird die Ansammlung von Flüssigkeitströpfchen auf den nicht dargestellten Isolatoren, die die Elektroden 24g und 36g in der Praxis haltern, weitestgehend vermieden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5a und 5b Ist insbesondere für ein Tlntenstrahlregistrlergerät bestimmt, bei dem die Düse 12 In Richtung der größeren Abmessung der länglichen Bohrung 4Sg der Steuerelektrode 24g hin- und herbeweglich ist, um alphanumerische Zeichen und dgl. zu schreiben. Die oszillierende Schwenkbewegung des Tintenstrahls 14 parallel zu den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Elektroden

24,? und 36fl kann durch Hin- und Herbewegen der Düse 12 oder auch auf andere Welse, ζ. Β. durch elektrische Ablenkung, erfolgen. Dasselbe gill auch für das Ausführungsbelsplel gemäß Flg. 4c.

Die beschriebenen Elektrodensysteme lassen sich selbstverständlich auch für Tlntenstrahl-Reglstrlergeräle oder -schreiber verwenden, die mehrere Düsen enthalten, weiche bezogen auf iJie Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers relativ zum Elektrodensystem nebeneinander angeordnet sind. Die Düsen können, insbesondere wenn die Elektrodensysteme gemäß Flg. 4c oder 5a und 5b ausgebildet sind, mit einer Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen versehen sein. Man kann für die verschiedenen Düsen getrennte Steuerelektroden versehen, von denen jede mit einer entsprechenden Signnlspannung gespeist Ist. Alle diese Steuerelektroden können dann mit einer gemeinsamen Feldelektrode zusammenarbeiten, die also auf alle Tintenstrahlen wirkt.

Andererseits kann man die Slgnalspannun^'n von den Fmlvprstiirkfirn 2fi auch, wie erwähnt, jeweils einer F.lektrode In den verschiedenen Tlntenleltungen zuführen und eine allen Tintenstrahlen gemeinsame Steuerelektrode 24 vorsehen, die mit Masse verbunden Ist. Ein Mehrstrahlregistriergerät mit einem solchen Elektrodensystem Ist beispielsweise In Fig. 6a und 6b dargestellt. Das Registriergerät enthält mehrere Tlntenleltungen. von denen In Flg. 6a vier Tintenleltungen 10Λ, 10/, 10Ar und 10m dargestellt sind. In jeder Tintenleitung Ist eine entsprechende Elektrode 30/i bis 30m angeordnet, die jeweils mit einer eigenen Signalquelle 28/i bis 28m über einen Endverstärker 26/; bis 26m verbunden sind. Die Tlntenleltungen laufen In entsprechende Düsen aus, die Tintenstrahlen 14Λ bis 14m liefern, die auf einen streifenformigen Aufzeichnungsträger 20 gerichtet sind, der sich relativ zu dem Elektrodensystem bewegt das eine Steuerelektrode 24/;, die vorzugsweise auf Masse liegt, und eine Feldelektrode 36/;, die auf einer hohen Spannung, z. B. 1000 V, bezüglich Masse gehalten wird, enthält. Die Steuerelektrode 24/7 hat die Form eines kopfstehenden »U« und trägt an den freien Enden ihrer Schenkel jeweils eine streifenförmlge Abfangplatte 40. Der Quersteg Una der Steuerelektrode hat für jeden Tintenstrahl 14 eine entsprechende Bohrung 48/r bis 48m. Auch hler herrscht im Betrieb wieder ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden 24/; und 36/;, das geladene Flüssigkeitströpfchen so ablenkt, daß sie auf eine der Abfangplatten 40 auftreffen. Die Ladung der Flüssigkeitströpfchen wird, wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen, durch die von den Endverstärkern 26 erzeugten Ausgangsspannungen bestimmt, deren einer Anschluß mit einer individuellen Elektrode 30 und deren anderer Anschluß mit der Steuerelektrode Un verbunden Ist, die vorzugsweise auf Masse Hegt. Auf diese Welse können die Tintenstrahlen unabhängig voneinander gesteuert werden, obwohl die Elektroden Un und 36/; allen Tintenstrahlen gemeinsam sind. Die Elektroden 3OA bis 30/n müssen selbstverständlich ausreichend gegeneinander isoliert sein. Dies kann man dadurch erreichen, daß man für jede Tintenleitung 10 ein eigenes Tintenversorgungssystem vorsieht oder lange, isolierende Tintenleltungen mit kleinem Querschnitt in Verbindung mit einer schlecht leitenden Tinte verwendet, so dal! der Flüssigkeitsweg zwischen den verschiedenen Elektroden M) einen ausn chend grölten elektrischen Widerstund hat.

Selbstverständlich kann man auch eine andere Anzahl und/oder Anordnung der Tlntens'rahlen verwenden, als sie in Fig. 6 dargestellt ist.

Das Registriergerät gemäß Flg. 6 kann z. B. dam verwendet werden, alphanumerische Zeichen mit guter Qualltät und hoher Geschwindigkeit auf einem rasch am Elektrodensystem vorbeilaufenden Papierstreifen aufzuzeichnen, wie In Fig. 7 schematisch dargestellt ist. In Fig. 7 sind lediglich die Steuerelektrode 24/; eines solchen Registriergerätes dargestellt, das mit acht Tlntenstrahlen arbeitet, die zwei parallele Reihen zu je vier TIntenstrahlen bilden. Die Reihen bilden einen kleinen Winkel mit der Laufrichtung 52 des Papierstreifens, so daß sie auf dem Papier acht Spuren, die In im wesentlichen gleichen Abständen nebeneinander verlaufen, aufzuzeichnen vermögen. Die aufzuzeichnenden Zeichen werden durch Intensitätsmodulation der verschiedenen Tintenstrahlen erzeugt, wie In Flg. 7 anhand der Ziffer »3« beispielsweise dargestellt ist.

Die Steuerung der Tintenstrahlen bzw. der Signalquellen 28 kann mit Hilfe eines Codierers oder Festwertspeichers erfolgen, die die Form der Zeichen bestimmen. Es Ist dabei zu berücksichtigen, daß die Tintenstrahlen in der Laufrichtung 52 des Aufzeichnungsträgers 20 gegeneinander versetzt sind. Diese Versetzung kann man durch eine entsprechende Signalverzögerung zwischen der Steuerlogik und den Endverstärkern 26 kompensieren. Die Verzögerung kann z. B. durch Schieberegister erfolgen, deren Verschlebungs- oder Taktfrequenz synchron zur Laufgeschwindigkeit 52 des Aufzelchnungsträgers regelbar ist, welch letztere durch einen den Aufzeichnungsträger 7.0 abtastenden Wandler gemessen werden kann. Bei Verwendung eines Computers zur Steuerung der Tinlenstrahlen kann deren Versetzung auch durch eine entsprechende Programmierung des

■to Computers berücksichtigt werden. Die Steuersignale für die verschiedenen Tintenstrahlen können dem Registriergerät, also den Signalquellen oder Endverstärkern entweder direkt vom Computer oder indirekt üb«;r einen Zwischenspeicher, wie ein Magnetband oder dgl., zugeführt

^5 werden. Auch In diesem Falle ist es zweckmäßig, die den Druck bewirkende Signalfolge durch einen Taktgeber zu regeln, der seinerseits durch die Geschwindigkeit des Registrierpapiers gesteuert wird.

Selbstverständlich können auch mehrere Registriersysteme der in Fig. 7 dargestellten Art nebeneinander angeordnet werden. Man kann dann gleichzeitig mehrere Spalten oder Zellen von Zeichen drucken. Man kann jedoch auch ein einziges Aufzeichnungssystem gemäß Fig. 7 verwenden, das eine solche Länge hat, daß es mehrere parallele Spalten oder Zellen von Zeichen überdeckt.

Alle Äusführungsformen sind nur beispielsweise zu verstehen und lassen sich in der verschiedensten Weise abwandeln, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Es können selbstverständlich auch andere Aufzeichnungsträger als Papier verwendet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Absaugelektrodenanordnung für einen Tintenstrahlschreiber mit mindestens einer feinen Dose (12), die mit einer Quelle für eine unter Druck stehende SchreibflOssigkeit verbunden Ist und im Betrieb einen feinen Flüssigkeitsstrahl (14) längs eines auf einen Aufzeichnungsträger (20) gerichteten Weges liefert, mit einer den Flüssigkeitsstrahl umgebenden Steuer- to elektrode (24), die sich von einer Stelle, die etwa dem Punkt entspricht, an dem der Flüssigkeitsstrahl In einzelne Tröpfchen zerfällt, bis zu einer näher am Aufzeichnungsträger (20) befindlichen zweiten Stelle erstreckt, ferner mit einer elektrischen Vorrichtung (26, 30) zum Anlegen eines elektrischen Steuersignals zwischen die Schreibflüsslgkeit und die Steuerelektrode, welches den Tröpfchen eine elektrische Ladung zu erteilen gestattet, und mit einer mit Flüssigkeit abführenden Einrichtungen in Verbindung stehenden Elektrodenaaordnung zum Erzeugen eines im wesentlichen quer zum Weg der Tintentröpfchen verlaufenden elektrischen Feldes zum Ablenken aufgeladener und zum Abführen zum Schreiben nicht benötigter, auf die Elektroden auftreffender Tröpfchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugelektroden aus einet Feldelektrode (36), die sich auf der einen Seite des Weges der Tintentröpfchen von einer in Flugrichtung zwischen der ersten und der zweiten Stelle liegenden dritten Steile in Richtung auf die zweite Stelle erstreckt, und aus einem Teil (z. B. 24ab) der Steuerelektrode (24), der der Feldelektrode auf der anderen Seite der Tröpfchenbahn gegenüberliegt, besteht.

2. Absaugelektrodenanovdnupg nach Anspruch 1 mit einer rohrförmigen Steuerelektrode (24), dadurch gekennzeichnet, daß die Feldelektrode (36) die Form eines Stabes hat, der In der rohrförmigen Steuerelektrode (24) im wesentlichen senkrecht unterhalb des Strahlweges angeordnet ist und parallel zu diesem ver- *o läuft (Fig. 1).

3. Absaugelektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (7.4) einen der Düse (12) zugewandten rohrartigen Teil (24da, 14ea) hat, von dem aus der mit der Feldelek- *⁵ trode (36) zusammenwirkende Teil {24db, 24eb) in Richtung auf den Aufzeichnungsträger vorspringt (Fig. 3d, Flg. 4b).

4. Absaugelektrodenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorspringende Teil 24cb. 24db) streifenförmig ist (Flg. 3c, Flg. 3d).

5. Absaugelektrodenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldelektrode (36r, 36«) einen U-förmigen Querschnitt hat und so angeordnet Ist, daß sie zusammen mit dem streifenförmigen Teil den Strahlweg nach allen Selten hin im wesentlichen einschließt.

6. Absaugelektrodenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorspringende Teil (Ubb) der Steuerelektrode (246) einen U-förmlgen ^w Querschnitt hat und daß die Feldelektrode (36o) zwischen den Schenkeln des U-förmlgen Teiles der Steuerelektrode angeordnet i3t (Flg. 2c).

7. Absaugelektrodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tröpfchenblldungspunkt (16) durch eine Ihn umgebende, verengte Bohrung der Steuerelektrode elektrisch abgeschirmt Ist.

8_t Absaugelektrodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Düse (12) abgewandten Ende einer der beiden Elektroden (24, 36) eine Abfangplatte (40) mit schneidenartiger Kante angeordnet Ist, die in Richtung auf den Strahlweg vorspringt.

9. Absaugelektrodenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangplatte zur Düse {12) hin geneigt ist.

10. Absaugelektrodenanordnung nach ejiem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das der Düse (12) abgewandte Ende der Steuerelektrode (24/) einen im wesentlichen senkrecht zum Tintenstrahl (14) verlaufenden, scheibenartigen Teil (24ec, 24/c) aufweist, der mit einer Durchbrechung (24ec, 24fd) für den Tintenstrahl versehen Ist und den Aufzeichnungsträger gegen die Feldelektrode (36e, 36/) abschirmt (Fig. 4).

11. Absaugelektrodenanordnung nach Anspruch 8 oder 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangplatte im unteren Teil der Durchbrechung des scheihenartigen Teiles angeordnet Ist.

12. Absaugelektrodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (24n) und die Feldelektrode (36//) mindestens zwei Tintenstrahlen gemeinsam ist.

13. Absaugelektrodenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (24n) einen U-förmigen Querschnitt hat und mindestens zwei Durchbrechungen für jeweils einen Tintenstrahl aufweist und daß die Feldelektrode (36«) die Form eines in der Steuerelektrode zwischen den Öffnungen verlaufenden Streifens hat (Fig. 6b).

14. Absaugelektrodenanordnung nach einem der Ansprüche I und 3 bis 12, gekennzeichnet durch mehrere Düsen mit jeweils einer eigenen Steuerelektrode und eine einzige, mit allen diesen Steuerelektroden zusammenwirkende Feldelektrode.