DE3332491C2

DE3332491C2 - Vorrichtung für Tintenschreibeinrichtungen zum Beschreiben eines Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE3332491C2
Application number: DE3332491A
Authority: DE
Inventors: Emmeran 8151 Großhöhenrain Vollert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-09-08
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1985-10-10
Also published as: EP0137313A1; DE3465039D1; US4599627A; DE3332491A1; JPS6078752A; EP0137313B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tintenschreibeinrichtung zum Beschreiben eines Aufzeichnungsträgers 4 mit einer Schreibflüssigkeit, die aus zwei Flüssigkeitskomponenten besteht; die eine Flüssigkeitskomponente befindet sich im Vorratsbehälter eines Schreibkopfes 1 und die andere im Vorratsbehälter einer weiteren Ausstoßvorrichtung 2; unter der Einwirkung individuell ansteuerbarer elektromechanischer Wandler werden Einzeltröpfchen aus einzelnen Düsen des Schreibkopfes 1 auf den Aufzeichnungsträger 4 gespritzt; die weitere Ausstoßvorrichtung 2 ist am Schreibwagen 3 entweder seitlich versetzt zum Schreibkopf 1 oder ober- oder unterhalb des Schreibkopfes 1 angeordnet; die Ausstoßvorrichtung 2 kann eine Sprühvorrichtung 12 oder mehrere Ausstoßdüsen 15 aufweisen; die von der Ausstoßvorrichtung 2 abgegebene Flüssigkeitskomponente überdeckt jeweils den für die Darstellung eines Zeichens vorgesehenen Bereich oder die ein Zeichen bildenden Punkte. lsdauer des verkürzten Oszillatorimpulses. Diese Ladespannung wird digitalisier

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschreiben eines Aufzeichnungsträgers für Tintenschreibeinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Für den Einsatz von Tintenschreibeinrichtungen, bei denen einzelne Tintentröpfchen unter Einwirkung von individuellen Ansteuerungsimpulsen auf einen Aufzeichnungsträger gespritzt werden, bestehen hinsichtlich des Schriftbildes eine Reihe von Anforderungen. So ist es z. B. sehr erwünscht, unmittelbar nach dem Aufbringen der Tintentröpfchen ein wischfestes Schriftbild zu erhalten. Weiterhin sollen die geschriebenen Zeichen kontrastreich sein. Beide Forderungen sollen weitgehend unabhängig vom Material des Aufzeichnungsträgers sein. Dem stehen jedoch bestimmte Anforderungen entgegen, die an die Schreibflüssigkeit gestellt werden. Diese Anforderungen ergeben sich im wesentlichen aus der Funktion derartiger Schreibeinrichtungen. Der wesentliche Punkt, der in diesem Zusammenhang eine RoI-Ie spielt ist, daß an sich bekannte Mittel, die der Schreibflüssigkeit zugesetzt werden können, um die Trocknungszeit zu reduzieren, nicht nur zu einer Reduzierung der Trocknungszeit auf dem Aufzeichnungsträger führen, sondern auch in den sehr feinen und dünnen Austrittsöffnangen des Schreibkopfes ein Eintrocknen bewirken, so daß diese verstopft werden. Ähnliches gilt auch für die Zusätze, mit denen eine Kontrasterhöhung erreicht werden kann. Bereits der Ausfall einzelner Düsen führt zu einer deutlichen Verschlechterung des Schriftbildes. Der Ausfall sämtlicher Düsen bedeutet, daß der Schreibkopf, d. h. die gesamte Schreibeinrichtung, nicht mehr einsatzfähig ist.

Eine andere bekannte Maßnahme sient vor, nach dem Aufbringen der Schreibflüssigkeit auf den Aufzeichnungsträger einen Gas- oder Luftstrom auf die Schreibstelle zu richten und dadurch die Trocknungszeit zu reduzieren (US-PS 43 40 893). Hierfür sind relativ aufwendige zusätzliche Vorrichtungen erforderlich.

Andere bekannte Vorschläge sehen vor. die Flüssigkeitskomponenten der Schreibflüssigkeit erst auf dem Aufzeichnungsträger zusammen zu bringen. So ist es zur Verbesserung der Haftung der Tinte auf glatten Oberflächen wie z. B. Glas oder Metall bekannt, auf die gesamte Oberfläche des Aufzeichnungsträgers zunächst eine Deckschicht aufzubringen, auf die dann die die Zeichen bildenden Tintentröpfchen aufgetragen werden (EPAl 00 34 881). Das Beschreiben von glatten Oberflächen wird hier dadurch ermöglicht, daß sozusagen nicht die glatte Oberfläche sondern die Deckschicht beschrieben wird. Die Probleme einer schnellen Trocknung bzw. die Gewährleistung der Wischfestigkeit unmittelbar nach dem Beschreiben bleiben ungelöst. Zudem müssen auch nicht zu beschreibende Flächen mit

Flüssigkeitskomponenten versehen werden.

Auf diesem Prinzip zwei Komponenten als Schreibmittel zu verwenden, beruht auch eine weitere bekannte Anordnung, bei der sich eine aus einer dünnen Düse ausgestoßene, nicht pigmentierte Flüssigkeitskomponentu durch eine aus einer zweiten, pigmentierten Flüssigkeitskomponente bestehenden Schicht hindurch bewegt (US-PS 41 96 437). Die nach Durchdringung der Schicht austretenden Tröpfchen bilden dann die eigentliche Schreibflüssigkeit. Die nicht pigmentierte Flüssigkeitskomponente kann z. B. auch ein die Trocknung förderndes Mittel sein. Neben einem damit verbundenen beachtlichen Aufwand besteht die Gefahr, daß Tröpfchen unterschiedlicher Größe mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausgestoßen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, in einer Tintenschreibeinrichtung gemäß dem Gattungsbegriff, das Aufbringen der einzelnen Flüssigkeitskomponenten zu verbessern und damit auch hinsichtlich der Eigenschaften, die an die Flüssigkeitskomponenten gestellt werden freizügiger zu sein. Insbesonders ist es eine Aufgabe der Erfindung mit einer konstruktiv einfachen Vorrichtung unter Gewährleistung einer konstanten Fluggeschwindigkeit und Größe der Tröpfchen die Trocknungszeit der die Zeichen bildenden Tröpfchen auf dem Aufzeichnungsträger zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Ausgestaltungen der angegebenen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der Erfindung ist im wesentlichen der Vorteil verbunden, daß eine die schnelle Trocknung der Schreibflüssigkeit bewirkende Flüssigkeitskomponente getrennt vom eigentlichen Schreibkopf abgegeben wird, daß also die Düsen des Schreibkopl'es wegen Eintrocknens, hervorgerufen durch Verdunstung des Lösungsmittels, nicht mehr verstopfen können, und daß es möglich ist. Komponenten zu verwenden, die keine Spezialaufzeichnungsträger erfordern.

Zugleich kann sowohl die vom Schreibkopf als auch die von der Ausstoßvorrichtung abgegebene Flüssigkeitskomponente innerhalb weiter Grenzen z. B. hinsichtlich Farbstoffgehalt, Viskosität, Verdunstung, Oberflächenspannung usw. in optimaler Weise angepaßt werden. Durch die räumliche Trennung der einzelnen Komponenten der Schreibflüssigkeit bewirkt, z. B. die Verdunstung des Lösungsmittels, kein Eintrocknen der Komponeme, die die Farben enthält. Schließlich wird weder die Fluggeschwindigkeit noch die Größe derjenigen Tröpfchen verändert, die das Zeichen bilden. Die zweite Ausstoßvorrichtung ist vorteilhaft mit einer Sprüheinrichtung ausgerüstet, womit erreicht wird, daß jeweils nur über den Bereich eines rasterförmig aufgezeichneten Zeichens die zweite Flüssigkeitskomponente verteilt aufgetragen wird.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen. Dort zeigt

F i g. 1 ein Beispiel, mit einer eine einzige Austrittsöffnung aufweisenden Ausstoßvorrichtung für die zweite Flüssigkeitskomponente in Aufsicht.

F i g. 2 eine Seitenansicht der Anordnung nach F i g. 1 in Schnittdarstellung,

F i g. 3 ein Beispiel zur Erläuterung der Funktionsweise dieser Vorrichtung,

F i g. 4 ein Beispiel mit einer mehrere Austrittsöffnungen aufweisenden Ausstoßvorrichtung in Aufsicht, und

F i g. 5 die Anordnung nach F i g. 4 in Vorderansicht.

Dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2 liegt eine Anordnung zugrunde, bei der die auf dem Aufzeichnungsträger dargestellten Zeichen jeweils nach dem Aufbringen der Flüssigkeitskomponente auf dem Schreibkopf mit der zweiten Flüsslgkeitskomponente, z.B. mit einem trocknenden Lösungsmittel besprüht werden.

In den F i g. 1 und 2 sind die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile einer Tintenschreibeinrichtung dargestellt Neben dem eigentlichen Schreibkopf 1, der in seinem Aufbau und in seiner Wirkungsweise an sich bekannt ist ist die Ausstoßvorrichtung in Form eines zweiten Ausstoßkopfes 2 räumlich benachbart angeordnet.

Der Schreibkopf 1 und die Ausstoßvorrichtung 2 sind gemeinsam auf einem Schreibwagen 3 angeordnet Dieser wird mittels hier nicht dargestellter Antriebselemente in Zeilenrichtung vor dem Aufzeichnungsträger 4 bewegt. Der Schreibkopf 1 und die Ausstoßvorrichtung 2 weisen jeweils einen Flüssigkeitsvorratsbehälter 5 und 6, einen Düsenteil 7 und 8 und elektrische Anschlüsse 9 und 10 auf. Der Düsenteil 7 bzw. 8 ist beispielsweise eine Düsenplatte.

Der Düsenteil 7 des Schreibkopfes 1 besitzt im Beispiel sieben Düsenöffnungen 11, aus denen unter der Einwirkung hier nicht dargestellter elektromechanischer Wandler einzelne Tröpfchen ausgestoßen werden. Bekanntlich kann das in der Weise geschehen, daß die Düsenöffnungen jeweils mit einem, im Inneren des Schreibkopfes verlaufenden Tintenkanal verbunden sind, auf den ein Piezokristall einwirkt. Gestaltet man den Piezokristall z. B. als Röhrchen aus, das den Tintenkanal über einen Teil seiner Länge umfaßt, so wird bei entsprechender Ansteuerung des Piezoröhrchens im Inneren des Tintenkanals, verursacht durch eine Veränderung des Innendurchmessers des Piezoröhrchens eine Stoß- oder Druckwelle erzeugt, die einen Tröpfchenausstoß bewirkt. Durch eine entsprechende Relativbewegung zwischen dem Schreibkopf und dem Aufzeichnungsträger lassen sich somit rasterförmig aufgebaute Zeichen darstellen.

Die zweite Ausstoßvorrichtung 2 besitzt im Beispiel nur eine einzige Düsenöffnung 12, deren Durchmesser gleich oder größer sein kann als der Durchmesser der Düsen 11 des Schreibkopfes 1. Die Ausstoßvorrichtung 2 ist mit einer Einrichtung zur Zerstäubung von Flüssigkeit ausgerüstet. Das kann z. B. dadurch erreicht werden, daß die Flüssigkeit mit einer höheren Ausstoßfrequenz abgegeben wird. Damit wird erreicht, daß die Flüssigkeitskomponente, z. B. ein trocknendes Lösungsmittel aus der Düsenöffnung 12 der Ausstoßvorrichtung 2 in mehr oder weniger fein verteilter Form auf den Aufzeichnungsträger 4 aufgesprüht wird. Vorteilhafterweise ist die Ausstoßvorrichtung 2 auf dem Schreibwagen 3 derart verschiebbar, daß deren Abstand b zum Aufzeichnungsträger 4 entsprechend der Größe der zu besprühenden Fläche einstellbar ist. Diese ist im wesentlichen durch die Zeilenhöhe bzw. durch die Höhe h eines Zeichens bestimmt. Die Flüssigkeitskomponente der Ausstoßvorrichtung 2 überdeckt dain das durch die vom Schreibkopf 1 abgegebenen Tröpfchen gebildete Punktraster vollständig. Da zwischen der von der Ausstoßvorrichtung 2 abgegebenen Flüssigkeitskomponenten mit der vom Schreibkopf 1 abgegebenen Flüssigkei'skomponenten eine sehr schnelle Reaktion auf dem Aufzeichnungsträger eintritt, ist eine störende Beeinträchtigung des Schriftbildes ausgeschlossen.

Die Ausstoßvorrichtung 2 ist vorzugsweise in einem solchen Abstand a zum Schreibkopf 1 auf dem Schreib-

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wagen 3 angeordnet, daß deren Flüssigkeitsabgabe stets steuerung sind durch die Betriebsweise der Tintendann stattfindet, wenn ein vollständiges Zeichen ge- Schreibeinrichtung bestimmt. Unter Zugrundelegung eischrieben wurde. Dieser Abstand ist durch das gewählte ner Zeichendarstellung in einem 7x5 Raster mit einer Zeichenraster für die Darstellung eines Zeichens be- einteiligen Düsenanordnung kann z. B. der Abstand a stimmt. Zur weiteren Erläuterung wird auf Fig.3 ver- 5 drei Spaltenschritte betragen und die Ansteuerung der wiesen, bei der von einem 7x5 Raster zur Zeichendar- Ausstoßvorrichtung 14 kann um eine durch den gleichen stellung ausgegangen wird. Wert bestimmte Zeit verzögert eingeleitet werden. In

Für das in F i g. 3 dargestellte Zeichen »E« geschieht diesem Falle werden dann z. B. die die senkrechte Reihe das bei Verwendung einer einreihigen Düsenplatte mit des Zeichens »E« bildenden Punkte ebenfalls punktweiinsgesamt sieben Düsenöffnungen 11 folgendermaßen. 10 se nahezu unmittelbar nach dem Aufbringen der Flüs-Befindet sich der Schreibkopf 1 in der Stellung la, so sigkeitskomponenten durch den Schreibkopf mit der werden sämtliche Düsen erregt. In der ersten Raster- Flüssigkeitskomponente durch die Ausstoßvorrichtung spalte werden an den durch die Düsenanordnung be- überdeckt. Mit dem punktweisen und frühzeitigen Abstimmten Punkten Tröpfchen aufgespritzt. Nach Bewe- decken ist nicht nur ein sparsamerer Flüssigkeitsvergung des Schreibkopfes um einen Spaltenabstand wer- 15 brauch verbunden, sondern es wird auch eine Verbesseden die oberste, die mittlere und die unterste Düse er- rung bei der P.eaktion der beiden Flüssigkeätskomporegt. Dadurch wird der Aufbau der horizontalen Linien nenten auf dem Aufzeichnungsträger, z. B. eine schneldes Zeichens begonnen. Diese Vorgänge setzen sich lere Trocknung, erreicht.

fort, bis mit dem fünften Spaltenschritt der Schreibkopf In einer weiteren Ausgestaltung ist die Ausstoßvor-

in die Stellung \b gelangt. Damit ist der Aufbau des 20 richtung ober-bzw. unterhalb des Schreibkopfes ange-Zeichens »E« beendet. Zur Einhaltung des Abstandes ordnet. Der Ausstoß aus der Ausstoßvorrichtung wird zwischen aufeinanderfolgenden Zeichen unterbleibt dabei durch einen vom Zeilenspeicher (Seitenspeicher) Ϊ während einiger folgender Spaltenschritte, im Beispiel abgeleiteten Impuls eingeschaltet. Diese Ausgestaltung i während der Spaltensch.itte 6 und 7 eine Ansteuerung ist besonders bei bidirektional schreibenden Einrichtun- i der Düsen. Der gesamte Druckzyklus umfaßt in diesem 25 gen vorteilhaft. «

Beispiel somit sieben Spaltenschritte. |

Bei dem gewählten Beispiel geschieht die Abgabe der Hierzu 2 Blatt Zeichnungen |

Flüssigkeitskomponente durch die Ausstoßvorrichtung |

2 vorzugsweise zu einem Zeitpunkt, der durch die Be- |j

wegung des Schreibwagens um fünf Rasterspalten be- 30 f

stimmt ist Wie F i g. 3 zeigt hat sich, nachdem die ent- j."

sprechende Anzahl von Tröpfchen in der für das Zei- i

chen »E« charakteristischen Weise auf den Aufzeich- |

nungsträger aufgespritzt worden sind, der Schreibkopf |

1 von der Stellung la in die Stellung \b bewegt Die 35 |

Ausstoßvorrichtung 2, die sich inzwischen von der Stel- fc

lung 2a in die Stellung 26 bewegt hat, befindet sich ' I

\ nunmehr in der Mitte vor dem Zeichen »E«. In dieser

\ Stellung wird der Ausstoß z. B. durch einen vom ent- »

sprechenden Spaltentakt abgeleiteten Steuerimpuls ein- 40 i,

geleitet und das Zeichen »E«, d. h. der Bereich 13, inner- |

halb dem das Zeichen »E« dargestellt ist, wird mit der von der Ausstoßvorrichtung 2 abgegebenen Flüssigkeitskomponente bedeckt. Im Ergebnis ist unmittelbar nach Abdruck eines Zeichens dieses z. B. wischfest.

In Ausgestaltung der Erfindung kann die Ausstoßvorrichtung eine in ihrer Anzahl und ihrer Anordnung den Austrittsöffnungen des Schreibkopfes entsprechenden Anzahl von Austrittsöffnungen besitzen.

Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigen die Fi g. 4 und 5. Schreibkopf 1 und Ausstoßvorrichtung 14 sind wiederum auf einem gemeinsamer, Schreibwagen 3 angeordnet, der vor dem Aufzeichnungsträger 4 bewegt wird. Ebenso besitzen beide jeweils einen Flüssigkeitsbehälter 5 und 6 zur Aufnahme der Flüssigkeitskomponenten der Schreibflüssigkeit Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2 weist die Ausstoßvorrichtung 14 ebenso wie der Schreibkopf 1 einen Düsenteil 15 mit sieben Austrittsöffnungen 16 auf. Ausstoßvorrichtung 14 und Schreibkopf 1 sind räumlich um den Abstand a versetzt angeordnet, besitzen jedoch den gleichen Abstand zum Aufzeichnungsträger 4. Die Ansteuerung der Düsen der Ausstoßvorrichtung 14 erfolgt hier mit dem gleichen Steuerimpulsmuster, die dem Schreibkopf 1 zur Darstellung der Zeichen zugeführt werden. Allerdings erfolgt die Ansteuerung der Ausstoßvorrichtung zeitlich versetzt Sowohl die räumlich versetzte Anordnung als auch die zeitlich versetzte An-

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für Tintenschreibeinrichtungen zum Beschreiben eines Aufzeichnungsträgers, mit einer zwei Flüssigkeitskomponenten enthaltenden Schreibflüssigkeit bei denen die ein Zeichen bildenden einzelnen Tröpfchen unter der Einwirkung von Ansteuerimpulsen aus einzelnen Düsen eines Schreibkopfes ausgestoßen werden, dadurch gekennzeichnet,

daß auf dem, den an sich bekannten Schreibkopf (1) tragenden Schreibwagen (3) eine weitere gegenüber dem Schreibkopf (1) versetzt angeordnete Ausstoßvorrichtung (2, 14) vorgesehen ist,
daß die einzelnen Flüssigkeitskomponenten der Schreibflüssigkeit getrennt im Flüssigkeitsvorratsbehälter (5) des Schreibkopfes (1) und im Flüssigkeitsvorratsbehälter (6) der Ausstoßvorrichtung (2, 14) enthalten sind und daß die im Flüssigkeitsvorratsbehälter (5) der Ausstoßvorrichtung (2, 14) enthaltende Flüssigkeitskomponente der Schreibflüssigkeit gegenüber dem Ausstoß der im Flüssigkeitsvorratsbehälter (6) des Schreibkopfes (1) enthaltenen Flüssigkeitskomponente der Schreibflüssigkeit zeitlich versetzt abgegeben wird und jeweils den für die Darstellung eines Zeichens vorgesehenen Bereich (13) auf dem Aufzeichnungsträger (4) überdeckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßvorrichtung (2) mindestens eine Austrittsöffnung (12) aufweist und die Flüssigkeitskomponente zerstäubend oder versprühend abgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Abstandes (b) zwischen der Austrittsöffnung (12) der Ausstoßvorrichtung (2) und dem Aufzeichnungsträger (4) die Ausstoßvorrichtung (2) verschiebbar auf dem Schreibwagen (3) angeordnet ist, und daß der Abstand (b) derart ist, daß die besprühten Flächen auf dem Aufzeichnungsträger (4) der Höhe (h) eines Schriftzeichens entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßvorrichtung (2) am Schreibwagen (3), bezogen auf die Schreibrichtung gegenüber dem Schreibkopf (1) um einen Abstand (a) versetzt angeordnet ist, wobei dieser Abstand (a) so gewählt ist, daß die besprühte Fläche die Breite eines Schriftzeichens aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausstoßvorrichtung (2) nach Beendigung des Abdruckens eines Zeichens durch den Schreibkopf (1) etwa in der Mitte des abgedruckten Zeichens befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausstoßvorrichtung (14) ein in Anzahl und Anordnung mit den Austrittsöffnungen (11) des Schreibkopfes (1) übereinstimmende Anzahl von Austrittsöffnungen (15) aufweist, die den gleichen Abstand zum Aufzeichnungsträger (4) besitzen wie die Austrittsöffnungen (11) des Schreibkopfes (1),
daß die Ausstoßvorrichtung (14) und der Schreibkopf (1) die entsprechende Flüssigkeitskomponente tröpfchenweise mit gleicher Tröpfchenausstoßgeschwindigkeit abgeben, und daß die Ansteuerimpulse für den tröpfchenweisen Ausstoß der Flüssig-

keitskomponente aus der Ausstoßvorrichtung (14) mit den Ansteuerimpulsen für den tröpfchenweisen Ausstoß der Flüssigkeitskomponente aus dem Schreibkopf (1) identisch, jedoch zeitlich um minderem einen Spaltenschritt verschoben sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ₍ zeichnet, daß die Ausstoßvorrichtung (2, 14) ober- oder unterhalb des Schreibkopfes (1) angeordnet ist, und daß die Ausstoßvorrichtung (2,14) durch einen vom Zeilenspeicher abgeleiteten Impuls einschaltbar ist.