DE2754630B2

DE2754630B2 - Verfahren und Medium zum Reinigen der Düsenfläche an einem Tintenschreibkopf

Info

Publication number: DE2754630B2
Application number: DE19772754630
Authority: DE
Inventors: Cornelis Van Dipl.-Phys. 2948 Schortens Raamsdonk
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: Olympia AG
Priority date: 1977-12-08
Filing date: 1977-12-08
Publication date: 1980-06-19
Also published as: DE2754630A1; DE2754630C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen der Düsenfläche an einem Tintenschreibkopf in einem Tintenschreibwerk nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Reinigungsmedium für eine Verwendung in

is -üesern Verfahren.

Tintenschreibköpfe, -Mosaikschreibköpfe und dergleichen Einrichtungen zum Obertragen von Tintentropfen auf einen Druckträger sind aus beispielsweise den deutschen Druckschriften DE-OS 21 32 082, DE-AS

μ 21 64 614 und der DE-OS 25 43 451 bekannt Diese Schreibköpfe weisen Kammern auf, die in ihrem Volumen kurzzeitig veränderbar sind, die mit je einer Düse in Fließverbindung stehen, in die ein Teilimpuls beim Verkleinern der Kammer geleitet wird. Die Düsenaustritts- bzw. Düsenfläche fängt nach einschlägigen Beobachtungen Verunreinigungen aus der Umluft auf, die an dieser verbleiben und zu Störungen im dynamischen Verhalten der Tinte bei der Tropfenabgabe führen. Ebenso führt im Düsenbereich eingedickte Tinte zu veränderten Abrißverhältnissen. Die Tropfen werden abgelenkt und somit ungenau auf den Druckträger übertragen. Sie sind in ihrem Volumen unterschiedlich; in der Regel ist ihr Volumen geringer als das Volumen eines ordnungsgemäß übertragenen Tropfens. Weiterhin können durch solche Verunreinigungen beim Zurückweichen der Tintenmenisken in die Düsen eine oder mehrere Luftblasen eingefangen werden, die übei einen längeren Zeitraum zum Ausfall einer oder mehrerer Düsen führen Die Verunreinigung der Düsenfläche kann im Nicht-Schreibzustand und im Betriebszustand erfolgen.

In der DE-AS 23 62 576 ist eine Einrichtung zum Verhindern des Austretens von Tinte aus den Düsen eines Schreibkopfes beschrieben worden mit einer

^Vl Kappe zur Anlage an der Düsenfläche aus einem geschlossen feinzelligen und gummielastischen Schaumstoff. Durch Verschließen der Düsen wird während der Nicht-Schreibzeiten ein Lufteinsaugen, ein Tintenaustritt aus den Düsen, ein Verschmutzen dieser und ein

™ Eintrocknen von Tinte in den Düsen vermieden. Durch die wabenförmige Struktur des Schaumstoffs soll beim Abheben der Kappe von der Düsenfläche eine Saugwirkung herbeigeführt werden, durch die an der Düsenfläche anhaftende Schmutzteilchen miigenom-

^v< men werden sollen. Hierbei hat sich jedoch gezeigt, daß der Schaumstoff durch oftmaliges und durch langer anhaltendes Abdecken seine Elastizität verliert. Um einen allseitigen Verschluß der Düsenfläche zu bekommen, muß der Schaumstoff beim Anlegen über eine

*° vorgegebene Vorkraft stark deformiert werden. Eine gleichmäßige Benetzung des Düsenbereiches „nd der angrenzenden Düsenfläche ist nicht erzielbar.

Aus der Beschreibung zur DE-AS 23 17 911 ist es bereits bekannt, eine neutrale Flüssigkeit und nach dem

^M Austausch dieser dann auch Schreibflüssigkeit, die aus den Düsen eines Tintenschreibkopfes ausgetrieben werden, vermittels Ledertuch abzusaugen. Das Ledertuch weist, solange es trocken ist. einen Randwinkel auf,

der größer ist als 90°. Der Randwinkel kann zwar durch vorheriges Anfeuchten und Auswringen herabgesetzt werden, zur Verwendung in einem Tintenschreibwerk ist ein Ledertuch nur bedingt und nur dann zu verwenden, wenn es ständig mit einem Flüssigkeitsreservoir in Fließverbindung steht.

Desweiteren ist aus der US-PS 30 39 438 eine Aufzeichnungseinrichtung bekannt mit einem Schreibstift, der aus einem Reservoir mit Tinte versorgt wird. Zum Bedecken des Schreibstiftes in Nicht-Schreibzeiten ι ο dient ein Polster aus einem offenzelligen Material. Die so in diesem gebildeten Kapillare sind über eine eigene Tintenleitung aus dem gleichen Reservoir mit Tinte aufgefüllt wie der Schreibstift. Wird nun der Schreibstift mit seiner Spitze gegen das Polster gebracht, muß eine Bewegung des Schreibstiftes auf dem Polster ausgeführt werden, um die in den Kapillaren von Schreibstift und Polster stehenden Tintenmenisken zu überbrücken. Durch diese Abdeckmaßnahme wird eine Benetzung der Schreibspitze für den Schreibbetrieb aufrecht erhalten und ein Eintrocknen von Tinte in der Schreibstiftkapillare verhindert. Es kommen immer iiur gleiche Flächenbereiche in Berührung mit dem Schreibstift Tintenreste und Schmutzpartikel werden durch das Abheben des Schreibstiftes von dem Polster nicht von dem Schreibstift abgenommen. Die Wischbewegung und die kurze Standzeit des Polsters schließen dessen Verwendung in Tintenschreibwerken mit mehreren Düsenöffnungen aufweisenden Tintenschreibköpfen aus. jo

Aufgabe der Erfindung ist es, die Düsenfläche eines Tintenschreibkopfes zu reinigen vermittels Fördern von Tinte aus den Düsen in das Reinigungsmedium bei dessen Anlage an der Düsenfläche, wobei durch die Wahl geeigneter Reinigungsmedien ein auch in seiner « Menge gezielter Tintenfluß erfolgt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Die Merkmale der weiteren Patentansprüche betreffe vorteilhaft in dem Verfahren verwendete Reimigungsmedien.

Durch diese Maßnahmen nach der Erfindung entfallen Wischbewegungen auf der Düsenfläche. Die Reinigung erfolgt durch eine Tintenbewegung von den Düsen in das Reinigungsmedium. Darüber hinaus hat es sich in überraschender Weise gezeigt, daß in den Düsen eingelagerte Luftblusen abgesogen verden können. Das Reinigungsmedium kann in Streifenform vorliegen und Schmutzpartikel somit aus dem Reinigungsbereich durch einen V/ickelvorgang herausgeführt werden. Die Verformung des Reir.igungsmediums während der Anlage an der Düsenfläche ist demzufolge gering. Sie führt jedorh in vorteilhafter und überraschender Weise zu einer Erhöhung der Kapillarität des Reinigungsmediums im Bereich der angelegten Düsenfläche.

Im folgenden soll unter Rückbeziehung auf die π zeichnerischen Darstellungen die Erfindung beschrieben werden. Es zeigen dabei in Vergrößerungen:

Fig. 1 einen Blick auf die Düsenfläche eines Tintenschreibkopfes in einem Tintenschreibwerk,

Fig.2 in einer Schnittdarstellung ein gegen die ^hn Düsenfläche gelegtes erstes Reinigungsmedium,

Fig.3 in einer weiteren Schniltdarstellung den Tintenfluß in das Reinigungsmedium,

Fig.4 in einer weiteren Schnittdarstellung den Tintenfluß in einem weiteren gegen die Düsenfläche ·>^Γ) gelegten Reinigungsmedium,

Fig.5 den Tintenver'iuf in der Abrißphase anhand einer Schnittdarstellung,

F i g. 6 ein erstes Reinigungsmedium und

Fig,7 ein weiteres Reinigungsmedium nach dem Reinigungsvorgang in Fiachbandausführung,

Die Erfindung geht aus von der in vielen Versuchsaufbauten entstandenen Erkenntnis, daß eine Mitnahme von Verunreinigungen an der Düsenfläche durch das Reinigungsmedium nur erfolgt, wenn der Tintenfluß aus der Düse bzw. den Düsen in das Reinigungsmedium bestimmte Werte nicht überschreitet, da ein zu schnelles Sättigen des Reinigungsmediums zu einem Tintenstau beim Abziehen von der Düsenfläche führen kann. Eine Mitnahme von Verunreinigungen ist dann nicht möglich. Auch beim Unterschreiten einer Mindestfließgeschwindigkeit werden Verunreinigungen nicht von der Düsenfläche abgehoben und vom Reinigungsmedium mitgeführt. Die maximale und minimale Fließgeschwindigkeiten sind zahlenmäßig nicht ohne weiteres erfaßbar und es waren somit zusätzliche Versuchsaufbauten erforderlich. Verunreinigungen auf der Düsenfläche bestehen aus angetrockneter bzw. eingedickter Tinte, die durch Benetzen anzulösen ist sowie aus Staub der Umluft, Haare, Hautpartikel, Wollflusen und dergleichen, die sich bei Ablagerung im Düsenbereich mit einem Tintenfilm umgeben.

Für die Wahl von geeigneten Reinigungsmedien sind neben dem Einhalten der Fließgeschv/indigkeiten weitere wesentliche Faktoren und Parameter zu beachten. So darf das Reinigungsmedium selbst keine Partikel ausscheiden, die den Fluß der Tinte stören, und/oder die sich an der Düsenfläche absetzen können. Mitbestimmend für die Wahl geeigneter Reinigungsmedien waren sowohl Oberflächenspannung der Tinte und des Reinigungsmediums als auch die sich daraus ergebende Grenzflächenspannung und der Randwickel der Tinte auf dem Reinigungsmedium, sowie dessen Kapillare. Weiterhin waren die Andruckkraft, Temperatur und der Luftfeuchte bei der Findung geeigneter Materialien zu berücksichtigen.

Eine geringe Oberflächenspannung als Eigenart der Tinte, ein geringer Randwinkel, kleiner als 90° von Tinte auf dem Reinigungsmedium und die Kapillare des Reinigungsmediums, die kleiner sein muß als die Kapillare der Düsen, sind notwendige Voraussetzungen, damit Tinte in ausreichender Geschwindigkeit in das Reinigungsmedium einzudringen vermaj. Eine ?.u große Auslegung der Andruckkraft führt zu einer größeren Auslegung der Andruckelemente und der Führungselemente für den Schreibkopf. Hierbei von Vorteil ist, daß die Tinte zunächst im Bereich größerer Kapillarkraft, also im Bereich, der durch die Anlage am Tintenschreibkopf zusammengsdrückt ist, gehalten wird. Die Ausbreitung in Querrichtung ist gering und die benötigte Länge bei ais Streifen ausgebildeten Reinigungsrnedien ist klein und kann in etwa der Tintenschreibkopfbreite gehalten werden.

In F i g. 1 ist ein in Zeilenrichtung eines Tirrtenschreibwerkes bewegbarer Tintenschreibkopf 1 dargestellt mit einer Düsenfläche 2. Diese ist Austrittsebene für Düsen 3. aus denen Tinte in Tropfenform abgegeben wird. Auf der Düsenfläche befinden sich Verunreinigungen 4. wie sie im Betriebszustand wie auch im Nichtbetriebszustand aus der Umluft herangeführt werden können und wie sie durch Eintrocknen bzw. Eindicken von Restmengen Tinte entstehen. Die länglichen haarähnlichen Gebilde umgeben sich während der Tropfenabgabe mit Tinte und stören ebenso den Tintenabriß wie die festsitzenden Tintenreste.

Entsprechend der Fig. 2 wurde ein Streifen eines

Reinigungsmediums 5 ohne Druck und ohne Wischeffekt gegen die Düsenfläche 2 des Tintenschreibkopfes 1 gelegt. Der mit 6 gekennzeichnete Tintenmeniskus in der Düse 3 löst sich auf, wenn das Reinigungsmedium 5 entsprechend Fig.3 leicht vor die Düsenfläche gedruckt wird (etwa 2 N). Die Verunreinigungen 4 nach Fig. I befinden sich zwischen der Düsenfläche 2 und dem Reinigungsmedium 5. Es kommt zu einem Fördern von Tinte in Richtung Reinigungsmedium infolge höherer Kapillarkräfte in diesem unter gleichzeitigem Absaugen der Luft, die sich zwischen dem Tintenmeniskus und der Oberfläche des Reinigungsmediums befindet. Der Tintenfluß bewirkt einerseits ein Mitführen von in der Düse befindlichen Gasblasen und über die Kapillare im Reinigungsmedium ein Benetzen der Düsenfläche 2 entsprechend den anzeigenden Pfeilen 7. Die Aufnahmefähigkeit von Tinte des Reinigungsmediums bleibt nach dem Abziehen von der Düsenfläche eine Zeit lang erhalten. Durch den weiter anhaltenden Tintenfluß beim Abziehen des Reinigungsmaterials von der Düsenfläche werden die Verunreinigungen 4 an dem Reinigungsmedium 5 gehalten (F i g. 5). Die Wanderung der Verunreinigungen ist auf das Fördern von Tinte durch die Kapillarkräfte in dem Kontaktbereich zurückzuführen. Die Dauer der Anlage des Reinigungsmediums an der Düsenfläche ist abhängig von der Art der Verunreinigung der Düsenfläche. Für die Abnahme

von Tintenrückständen beispielsweise ist es erforderlich, diese über die Benetzungsphase anzulösen. Das Reinigungsmedium muß entsprechend lange vor der Düsenfläche anliegen.

Für die Darstellungen in den F i g. 2, 3, 5 und 6 wurde ein Reinigungsmedium aus einem ungeleimten, satinierten Tiefdruckpapier verwendet. Fig.4 zeigt die Verwendung eines Membranfilters, beispielsweise eines solchen aus einem Polyamid oder aus Nitrozellulose bzw. Acetatzellulose. Die gewählte Kapillargröße dieser Filterpapiere betrug in beiden Fällen 1.2 μπι. Membranfilter mit anderen Kapillardurchmessern verhielten sich ähnlich. Bei Verwendung eines Membranfilters erfolgt die Tintenaufnahme im wesentlichen entsprechend der Fig.4 in die Tiefe des Reinigungsmediums, die durch die Kapillare 9 vorgegeben ist.

Die F i g. 6 und 7 zeigen Abbildungen von Bereichen auf dem Reinigungsmedium, die zum Reinigen der Düsenfläche bereits benutzt wurden und im Bereich der Anlageflächen durch Tintenaufnahme eingeschwärzt sind. Die Reinigungsmedien wurden nach 1,5,15 bzw. 30 Sekunden von der Düsenfläche abgezogen. Die Dauer der Anlage an der Düsenfläche wird hierbei durch die Breite, weniger durch die Höhe der Schwärzung charakterisiert. Die dargestellten Schwärzungen in den F i g. 6 und 7 entsprechen den Normalgrößen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen der DOsenfläche an einem Tinten-Schreibkopf, der in einem Tintenschreibwerk installiert ist, der mit Düsen und mit diesen fließverbundenen, in ihrem Volumen veränderbaren Kammern zur Tintenabgabe in Tropfenform versehen ist und wobei ein saugfähiges Medium gegen die Düsenaustrittsfläche gelegt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

— Der Tintenschreibkopf (1) wird nach dem Schreiben und nach jeder langer andauernden Nicht-Schreibphase mit seiner Düsenfläche (2) gegen einen ungenutzten Bereich eines saugfähigen, nicht angefeuchteten Reinigungsmediums (5) bzw. dieses mit einem ungenutzten Bereich gegen die DOsenfläche (2) gelegt — wobei der Durchtiusser der Kapillaren des Reinigungsmediums geringer ist als aer Durchmesser der Düsen und der Randwinkel der Tinte auf dem Reinigungsmedium kleiner als 90° ist, d.h. daß Tinte und Reinigungsmedium adhäsiv zueinander sind,

— Der Kontakt zwischen der Düsenfläche (2) und dem Reinigungsmedium (5) wird eine vorbestimmte Anlagezeit aufrechterhalten —. in der ständig

— Tinte aus den Düsen (3) in Richtung Reinij/'tngsmedium (5) fließt —

— Tinte von dem Reinigungsmedium (5) aufgesogen wird —

— der Benetzungsgr.'td der Düsenfläche (2) erhalten bzw. ein Besehen dieser über die Feuchtphase im Kontaktbereich zwischen Düsenfläche (2) und dem Reinigungsmedium (5) bewirkt wird — und

— hier zu entfernende Partikel (4) mit ausreichender Menge Tinte in Berührung gebracht werden —

— Der Kontakt zwischen der Düsenfläche (2) und dem Reinigungsmedium (5) wird durch Abziehen der Düsenfläche (2) von dem Reinigungsmedium (S) bzw. dieses von der Düsenfläche (2) aufgehoben -

— wobei kurzzeitig bis zum völligen Abriß Tinte weiterhin aus den Düsen (3) in das Rcinigungsmcdium (5) fließt und dadurch

— hier zu entfernende Partikel (4) zum Reinigungsmedium (5) mitgenommen werden.

2. Reinigungsmedium für die Verwendung im Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem ungeleimlen, satinierten Tiefdruckpapier besteht.

3. Reinigungsmedium für die Verwendung im Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Filtermaterial besteht.

4. Reinigungsmedium für die Verwendung im Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich» nei, daß es aus einem langfaserigen und naßfesten Filtriermaterial besteht.

5. Reinigungsmedium für die Verwendung im Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Membranfilter mit einer Kapillarität von geringer als 10 μιη besteht

6. Reinigungsmedium für Hie Verwendung im

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranfilter aus Polyamid besteht,

7, Reinigungsmedium für die Verwendung im Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranfilter aus Nitrozellulose besieht