DE2428460C3 - Tintenstrahl-Drucker mit mindestens einer während Druckpausen abdeckbaren Düse - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einem Tintenstrahldrucker der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art aus.

Derartige Tintenstrahl-Drucker sind beispielsweise aus dem USA-Patent 35 96 275 bekannt. Bei der Bildung der einzelnen Tropfen werden diesen elektrostatische Ladungen erteilt, deren Größe eine Funktion des Augenblickswertes eines Eingangssignals ist, das dem darzustellenden Zeichen entspricht. Die geladenen Tropfen passieren ein Paar von elektrostatischen Ablenkplatten, zwischen denen ein elektrisches Feld besteht. Beim Passieren des Feldes werden die geladenen Tropfen aus ihrer ballistischen Bahn abgelenkt, wobei die Größe der Ablenkung eine Funktion der Größe der Ladung ist, die dem betreffenden Tropfen erteilt wurde.

Bei einem Drucker der genannten Art hat das Verstopfen der Düsen zu Problemen geführt. Einer der Gründe für das Verstopfen beruht auf dem Eintrocknen der Tinte innerhalb der Düse während der Drucker nicht in Betrieb ist, z. B. an einem Wochenende. Die Düsen haben einen lichten Durchmesser in der Größenordnung von tausendstel Millimeter und darin verbleibende Tinte hat die Tendenz einzudicken und die Düse zuzusetzen. In dem bereits genannten USA-Patent 35 96 275 wird vorgeschlagen, die nach dem Abschalten verbleibende restliche Tinte durch ein geeignetes Lösungsmittel, z. B. Wasser, auszuwaschen. Zu diesem Zweck ist ein Reservoir vorgesehen, aus dem Waschwasser unter Druck entnommen werden kann. Dies ist jedoch relativ teuer und im Betrieb kompliziert.

Ein anderer Vorschlag wurde im USA-Patent 33 46 869 gemacht, bei welchem die Düsen mittels eines von einem Elektromagneten betriebenen, mit Silikon überzogenen Kissens während des Aufbaues bzw. des Abbaues des Druckes vor bzw. nach einer Schreibpause abgedeckt werden, um das Eintrocknen der Tinte zu verhindern. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß beim Öffnen oder Schließen der Düse Undefinierte Tröpfchen gebildet werden können.

Ein weiteres Problem ergibt sich beim Abschalten des Drucks, wenn der Drucker zur Ruhe gesetzt wird. Dabei tritt häufig ein irreguläres Aussprühen noch in der Düse vorhandener Tinte auf, wovon insbesondere die Ladeelektroden und die Ablenkplatten betroffen werden. Man weiß jedoch aus Erfahrung, daß es wichtig ist, die Elektroden und Ablenkplatten trocken zu halten, damit die Funktionstüchtigkeit des Druckers nicht durch Lichtbögen und Kurzschlüsse beeinträchtigt wird. Es ist deshalb vor Inbetriebnahme des Druckers jedesmal nötig, die Tinte von den Elektroden und Ablenkplatten zu entfernen. Diese Aufgabe ist sowohl zeitraubend wie unangenehm.

Ferner ist es bekannt (USA-Patent 34 88 664), bei Tintenspritzschreibwerken die Düsen durch einen vorbereitenden Ausstoß von Tinte zu reinigen.

Es ist auch eine Schreibkapillare bekannt (USA-Patent 30 39 438), die in den Ruhepausen auf eine poröse Unterlage zum Aufliegen gelangt. Damit beim folgenden Schreibvorgang ein Schreiben mittels Kapillarwirkung zustande kommen kann, muß die poröse Unterlage mit Tinte getränkt sein. Zu diesem Zweck steht das Tintenreservoir über eine Leitung mit dem Behälter, der die poröse Unterlage aufnimmt, in Verbindung.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Tintenstrahldrucker, bei dem durch Abdeckung der Düse ein Eintrocknen der Tinte während Schreibpausen verhindert werden kann, die Verschmutzung von Elektroden und/oder Aufzeichnungsträger durch Undefinierte Tröpfchen vor bzw. nach einer Schreibpause zu verhindern.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines Tintenstrahl-Druckers in Druckstellung,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Drucker gemäß F i g. 1 in Ruhestellung,

Fig.3 schematisch eine andere Ausführungsform eines Tintenstrahl-Druckers in Druckstellung,

F i g. 4 den Drucker gemäß F i g. 3 in Ruhestellung,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform eines Tintenstrahl-Druckers in Druckstellung,

F i g. 6 den Drucker gemäß F i g. 5 in Ruhestellung. In Fig. 1 ist ein Tintenstrahl-Drucker teilweise dargestellt, in dem die vorliegende Erfindung beispielsweise zur Anwendung kommen kann. Auf einem Bügel 10 ist eine Reihe von Blattfedern 11 angeordnet, die je einen Block 13 tragen, worauf ein piezoelektrischer Wandler 14 befestigt ist. Durch jede einzelne Kombination von Block 13 und piezoelektrischem Wandler 14 läuft ein Tintenrohr 15, das eine Düse 16 aufweist, und jedes Rohr 15 ist an ein Rohr oder einen Schlauch 17 angeschlossen, der mit einem unter Druck stehenden Tintentank verbunden ist. Die Wandler 14 können mittels eines geeigneten Sinus-Generators erregt werden, um durch Vibration der Düse 16 mit einer bevorzugten Frequenz in dem aus der Düse austretenden Tintenstrahl Zusammenziehungen zu verursachen, so daß sich eine Folge von Tintentropfen 18 mit im wesentlichen gleicher Größe und konstanter Folgefrequenz ergibt.

Jeder Strom von Tintentropfen 18 passiert eine U-förmige Ladeelektrode 19. Die Reihe von Ladeelektroden 19 ist mittels Kontaktstiften 21 an einem U-förmigen Träger 20 angeordnet. Die Elektroden 19 dienen zum veränderlichen Laden der einzelnen Tropfen in Abhängigkeit von eingegebenen Daten, jenseits der Ladeelektroden 19 passiert jeder Strom von Tropfen 18 ein paar Ablenkplatten 22, die auf einem Träger 23 befestigt sind. Die Ablenkplatten 22 sind auf eine konstante Spannung, aber entgegengesetzt, geladen und lenken die geladenen Tropfen zum Drucken auf einen Aufzeichnungsträger ab. Nicht alle der Tintentropfen werden geladen, und die ungeladenen werden in eine geeignete Auffangvorrichtung 24 abgelenkt, um zum Tank zurückgeführt zu werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Mittel vorgesehen, um das Eintrocknen der Tinte an der Düse zu verhindern, wenn der Drucker nicht in Betrieb ist, und um die Ladeelektroden und Ablenkplatten von Tinte freizuhalten, die beim Abschalten des Drucks versprühen kann. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dies erreicht durch verschiebbare Anordnung des Trägers 20, auf welchem die Ladeelektroden befestigt sind, auf einem Paar Zapfen 25, die in den Armen eines Bügels 26 gelagert sind. Der Träger 20 weist in seinem unteren Teil eine Dampfkammer 27 auf, deren Öffnung 28 durch eine Lippe 29 teilweise geschlossen ist. Die Kammer 27 ist teilweise mit einer dampfbildenden Flüssigkeit 30 gefüllt, wie beispielsweise Wasser mit einem chemischen Zusatz oder Tinte, welche im oberen Teil der Kammer 27 einen Nebel oder Dampf 31 erzeugt. Die Kammer kann am Boden mit einem Ablauf ausgerüstet sein. Mittels eines Bügels 32 ist seitlich an der Kammer 27 der Anker eines Elektromagneten 33 befestigt, der von einem Träger 34 gehalten ist. Gemäß der Darstellung in F i g. 1 ist der Elektromagnet betätigt worden, um den Träger 20, die Ladeelektrode 19 und die Dampfkammer 27 nach abwärts zu bewegen. In dieser Stellung ist die Reihe von Ladeelektroden 19 mit der Reihe von Düsen 16 ausgerichtet, um die Tropfenströme aufzunehmen, und die Öffnung 28 der Dampfkammer 27 befindet sich unterhalb und von den Düsen entfernt.

Es wird nun auf F i g. 2 Bezug genommen. Wenn der Drucker außer Betrieb gesetzt wird, und bevor der Druck aus dem Tintentank abgelassen wird, wird der Elektromagnet 33 abgeschaltet, so daß der Träger mit samt den Ladeelektroden 19 und der Dampfkammer 27 mittels zweier Schraubenfedern 35, die auf den Zapfen 25 montiert sind, in seine obere Stellung gebracht wird. Anstelle der Federn könnte auch ein doppeltwirkender Elektromagnet vorgesehen werden, um die Anordnung aufwärts und abwärts zu bewegen. In der oberen Stellung, d. h. wenn nicht gedruckt wird, befinden sich die Ladeelektroden 19 außerhalb des Pfades des Tropfenstroms und die Dampfkammer umschließt nun mit ihrer Öffnung 28 die Düsen 16. Der Tintendruck kann nun abgeschaltet werden. Die teilweise geschlossene Lippe 39 schützt nun die Ladeelektroden und die Ablenkplatten vor der noch in den Düsen vorhandenen Tinte, weiche beim Abschalten versprüht werden könnte. Der in der Dampfkammer vorhandene Dampfdruck genügt mit oder ohne Temperaturregelung zum Feuchthalten der Düsen, so daß das Eintrocknen der Tinte und Verstopfen der Düsen, wenn der Drucker nicht in Betrieb ist, vermieden wird. Zur Verbesserung des Abschlusses des Dampfes in der Dampfkammer 27 und zum Schutz der Platten und Elektroden kann eine Wand oder Schiene 36 vorgesehen werden, die am Bügel 10 derart befestigt wird, daß die Lippe 29 daran anliegt, wenn die Dampfkammer 27 sich in ihrer oberen Stellung befindet. Bei der Inbetriebnahme des Druckers kann Tinte durch die Düsen und in die Dampfkammer getrieben werden, um möglicherweise in den Düsen vorhandene Luft auszustoßen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den F i g. 3 und 4 gezeigt. F i g. 3 zeigt schematisch einen Druckkopf 37, eine Vielzahl von Düsen 38, eine Vielzahl von Ladeelektroden 39, Ablenkplatten 40, eine Auffangvorrichtung 41 und einen Aufzeichnungsträger 42. Die Ladeelektroden 39 sind in einem verschiebbaren Rahmen 43 angeordnet, in welchem ferner ein teilv/eise offener Behälter 44 angebracht ist, der mit einer Flüssigkeit 45, wie beispielsweise Wasser oder Wasser mit einem Detergens, gefüllt ist. Der verschiebbare Rahmen 43 ist mit einem elektromagnetischen Wandler, z. B. einem doppeltwirkenden Elektromagneten 46 verbunden. In F i g. 3 ist die beschriebene Anordnung in Druckstellung dargestellt. Wenn der Drucker außer Betrieb genommen werden soll, wird der Elektromagnet 46 eingeschaltet und dadurch der Rahmen 43 in Pfeilrichtung verschoben (F i g. 4), so daß die Ladeelektroden 39 außerhalb des Pfades des Tropfenstrahls gebracht werden. Der Behälter 44 wird dabei derart verschoben, daß die Düsen mit ihren Mündungen in das Wasser eintauchen. Durch das Eintauchen der Düsen wird ihrem Verstopfen, wenn der Drucker nicht in Betrieb ist, vorgebeugt. Vor der Inbetriebnahme kann Tinte durch die Düsen in das Wasser gepreßt werden, um möglicherweise in die Düsen eingedrungenes Wasser zu entfernen.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist schematisch in den F i g. 5 und 6 gezeigt. Gemäß F i g. 5 umfaßt die Anordnung einen Druckkopf 47 eine Vielzahl von Düsen 38, eine Vielzahl von Ladeelektroden 49, eine Vielzahl von Ablenkplatten 50, eine Auffangvorrichtung 51 und einen Aufzeichnungsträger 52. Der Druckkopf 47 ist auf einer drehbaren Welle 53 befestigt, an deren Ende ein Drehknopf 54 angebracht ist. Unterhalb der Düsen ist ein offener Behälter 55

es aufgestellt, der mit einer Flüssigkeit 56, beispielsweise Wasser oder Wasser mit einem Detergens, gefüllt ist. Gemäß Fig.5 befinden sich die Düsen 48 in ihrer oberen Stellung, d. h. in Druckposition. Wenn der

Drucker außer Betrieb ist, werden gemäß F i g. 6 die Düsen nach abwärts verschwenkt, so daß sie mit ihrer Mündung unter die Wasserlinie des Behälters 53 reichen.

Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wurden im Zusammenhang mit einem bestimmten Typ eines Mehrfach-Düsen-Druckers beschrieben, sie lassen sich jedoch ohne weiteres auch bei anderen Typen von Mehrfach-Düsen-Druckern sowie bei Druckern mit nur einer Düse anwenden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Tintenstrahl-Drucker mit einem Druckkopf mit mindestens einer während Druckpausen abdeckbaren Düse zum Ausstoßen von Tropfen, mit Ladeelektroden zum gesteuerten Aufladen der Tropfen und mit Ablenkplatten zum Ablenken der geladenen Tropfen auf einen Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (16 bzw. 38 bzw. 48) des Druckkopfes (10,11,13,14,15, 16 bzw. 37 bzw. 47) und ein Dampf (31) oder Flüssigkeit (45 bzw. 56) enthaltender Behälter (27 bzw. 44 bzw. 55) relativ gegeneinander verschiebbar sind, daß in den Druckpausen die Düse (16 bzw. 38 bzw. 48) in den in dem Behälter (27 bzw. 44 bzw. 55) ' befindlichen Dampf (31) bzw. die Flüssigkeit (45 bzw. 56) ragt und daß sowohl beim Abbau- als auch beim Aufbau-Vorgang des Tintendruckes der aus der Düse (16 bzw. 38 bzw. 48) noch bzw. schon austretende Tintenstrahl ins Innere des Behälters (27 bzw. 44 bzw. 55) gerichtet ist.

2. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem quer zur Bewegungsbahn der Tintentropfen (18) verschiebbaren Träger (20 bzw. 43) sowohl ein wenigstens teilweise mit einer dampfbildenden Flüssigkeit (30) oder sonstigen Flüssigkeit (45) gefüllter Behälter (27 bzw. 44) als auch die Ladeelektroden (19 bzw. 39) angeordnet sind.

3. Tintenstrahldrucker mit in einer Reihe angeordneten Düsen, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in einer die Düsenreihe rechtwinklig schneidenden Ebene verschiebbare Behälter (27) eine über die ganze Düsenreihe sich erstreckende Lippe (29) aufweist, deren freie Kante parallel sowohl zu den Mündungen der Düsen als auch zu einer an der einen Seite der Düsenreihe fest angeordneten Schiene (36) verläuft und die in der einen Endstellung des Behälters (27), in der die Düsen (16) in ihn hineinragen, an der Schiene (36) zur wenigstens teilweisen Abdichtung des Behälters (27) anliegt.

4. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkopf (47) um eine Welle (53) verschwenkbar ist und bei einer Schwenkstellung, in welcher seine Düsen (48) nicht auf das Papier (52) gerichtet sind, in die in dem im Schwenkbereich angeordneten Behälter (55) befindliche Flüssigkeit (56) eintauchen.

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