DE2754630B2 - Verfahren und Medium zum Reinigen der Düsenfläche an einem Tintenschreibkopf - Google Patents
Verfahren und Medium zum Reinigen der Düsenfläche an einem TintenschreibkopfInfo
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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 (6)
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
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