DE2210512C3

DE2210512C3 - Düsendrucker, insbesondere für ein Tintenspritz-Schreibwerk

Info

Publication number: DE2210512C3
Application number: DE19722210512
Authority: DE
Inventors: Eilt-Heyo Dipl.-Ing. 2940 Wilhelmshaven Rittberg
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: Olympia AG
Priority date: 1972-03-04
Filing date: 1972-03-04
Publication date: 1974-09-19
Also published as: JPS48102923A; DE2210512A1; JPS5230213B2; DE2210512B2

Description

In vorteilhafter Weiterbildung des Gegenstands des

Die Erfindung betrifft einen Düsendrucker, insbe- Anspruchs 1 ist das Fluidik-Bauelement als Düsesondere für ein Tintenspritz-Schreibwerk, mit einer 65 Prallplatte-System auf der Ansaugseite ausgebildet. Kammer, deren dem zu bedruckenden Papier züge- Eine Diodenwirkung des Fiuidik-Bauelements kann wandtes Ende mit einer Austrittsdüse versehen ist, auch durch gegenseitige Beeinflussung von Flüssigderen anderes Ende einen Zulauf für die aus einem keitsstrahlen dadurch erreicht werden, daß das Bau-

element zwei Kanäle aufweist, die einerseits mit der der Strömungswiderstand bei Verdrängung der Flüs-Austrittsdüse und andererseits mit ihren anderen En- sigkeit größer als auf der Ausstoßseite der Kompresden in einen senkrecht zu ihnen verlaufenden, die sionskammer 7,11,19 mit dei Auslaßdüse 5. Beim Prallplatte bildenden Zulaufkanal zu dem Vorratsbe- Zurückschwingen des Piezotoroids 21 in seine Aushälter münden. 5 gangslage entsteht ein Unierdruck in der Kompres-

Der besondere Vorteil dieser Fiuidik-Bauelemente sionskammer 7, 11, 19, der dafür sorgt, daß Tinte

besteht darin, daß sie besonders einfach und rjbust über die Eintrittsdüse 23, Zischenkammer 25 und

ausgebildet sind. Außerdem ermöglichen sie ein den Verbindungskanal 27 aus dem Vorratsbehälter

Nachfüllen ohne Vakuum. 29 nachgesaugt wird. Hierbei ist der Strömungs-

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in io widerstand auf der Ausstoßseite größer als auf der den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispie- Ansaugseite. Während dieser Saugphase muß die Kaien beschrieben. Es zeigt pillarkraft der Tinte in der Austrittsdüse 5 so groß

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Erfin- sein, daß keine Luft in die Kompressionsfcammer 7,

dungsgegenstandes im Schnitt, 11, 19 gesaugt wird. Durch das Zusammenwirken

F i g. 2 eia zweites Ausführungsbeispiel im Schnitt 15 der Düse-Prallplatte-Anordnung 23, 41 auf der An-

mit zwei senkrecht in den Zulaufkanal einmünden- saagseite und der Austrittsdüse 5 auf der Ausstoß-

den Kanälen und seite wird ein hydrodynamisches Ventil erreicht.

F i g. 3 entsprechend F i g. 2, aber mit tangential Als weiteres Ausführungsbeispiel kann z. B. das

und zueinander gerichtet einmündenden Kanälen. Fluidik-Bauelement auf der Ansaugseite gemäß

Ein beispielsweise rotationssymmetrisches Ge- ao Fig.2 zwei Kanäle 43, 45 aufweisen, die in einen häuse 1 gemäß F ί g. 1 enthält an dem dem zu be- senkrecht zu ihnen verlaufenden Zulaufkanal 51 zum druckenden Papier zugewandten Ende einen Düsen- nicht dargestellten Vorratsbehälter münden, und von körpers mit einer Auslaßdüse 5. An diese Auslaß- denen die anderen Enden über Kompressionskamdüse 5 schließt sich eine Kammer 7 an, in die ein ela- mern 52, 54 mit einer Austrittsdüse 57 in Verbinstisches Rohr 9 eingesetzt ist. Das andere Ende dieses 25 dung stehen. Hierbei kann die Einmündung der Ka-Rohres 9 ist mit einer Kammer 11 eines zweiten Du- näle 43, 45 gemäß F i g. 2 senkrecht erfolgen, wosenkörpers 13 verbunden, welches durch einen Di- durch die Diodenwirkung durch eine Düse-Prallstanzring 15 von dem ersten Düsenkörper 3 in dem platte-Anordnung erfolgt. Andererseits können die Gehäuse 1 entfernt gehalten wird. In dem Zwischen- Kanäle 63, 65 gemäß F i g. 3 auch tangential und raum 17 zwischen den Düsenkörpern 3 und 13 ist die 30 zueinander gerichtet in den Zulaufkanal 61 einmünaus dem Rohr 9 bestehende elastische Wandung von den. Hierbei werden die Drücke durch die entgegeneinem als Erregersystem ausgebildeten Piezotoroid gesetzt gerichteten Strömungsgeschwindigkeiten der 21 umschlossen. Die elastische Wandung 9 und das Tinte derart kompensiert, daß die Tinte in der Kom-Erregersystem können selbstverständlich konstruktiv pressionskammer 62, 64 gezwungen wird, in Richauch anders ausgebildet sein. Die Kammer 11 des 35 tung der Austrittsdüse 67 zu fließen.
Düsenkörpers 13 enthält eine Eintrittsdüse 23, die Zur Erzeugung von Tintentröpfchen genügt es über eine Zwischenkammer 25 und einen Verbin- selbstverständlich auch, wenn nur eine Kompresdungskanal 27 mit einem Vorratsbehälter 29 in Ver- sionskammer mit der Austrittsdüse 57 in Verbindung bindung steht. Die Zwischenkammer 25 ist zwischen steht. Gemäß F i g. 2 und 3 haben die Kompresdem Düsenkörper 13 und einem von diesem (13) 40 sionskammern 52, 54, 62, 64 Kanalform, die zwidurch einen Distanzring 37 entfernt angeordneten sehen ihren Enden parallel zueinander verlaufen. In Abschlußstück 39 in dem Gehäuse ausgebildeten diesen Bereichen weisen die Kompressionskammem Vorsprung 41 in der Zwischenkammer 25 auf, der 52, 54, 62, 64 elastische Wandungen 53, 55, 73, 75 der Eintrittsdüse 23 dicht gegenüberliegt. auf, die einander gegenüberliegen und durch einen

Werden von einer Signalquelle 35 Spannungsim- 45 gemeinsamen Schwingungserreger 56, 66 beaufpulse über Leitungsdrähte 31, 33 auf den Piezotoroid schlagt werden. Der Schwingungserreger 56, 66 be-21 gegeben, so zieht sich dieser infolge seiner Polari- sieht z. B. aus einem Piezokristall. Die Kompressation radial zusammen. Hierdurch werden mechani- sionskammem 52, 54, 62, 64 können selbstverständsche Druckimpulse auf das elastische Rohr gegeben, lieh auch durch je ein getrenntes Erregersystem bewodurch das Volumen in der Kompressionskammer 50 aufschlagt werden. Um hierbei die Ventilwirkung auf 7, 11, 19 vermindert wird. Durch das als Fluidik- der Ansaugseite beim Ausstoßvorgang eines Tinten-Bauelement ausgebildete Düse-Prallplatte-System 23, tröpfchens zu erzielen, ist es erforderlich, daß beide 41 auf der Ansaugseite des Kompressionsraumes ist Erregersysteme gleichzeitig beaufschlagt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Vorratsbehälter kommende flüssige Materie aufweist

Patentansorüche- und deren Volumen durch von einem Erregersystem

ratentansprucne. kurzzeitig erzeugte Druckstöße veränderbar ist, wo-

res Ende einen Zulauf für die aus einem Vorrats- der Strömungswiderstand in Richtung zur Austnttsbehälter kommende flüssige Materie aufweist und düse. ^n-_nan

deren Volumen durch von einem Erregersystem i. Durch die deutsche Offenlegungsschnft 2 132 082 kurzzeitig erzeugte Druckstöße veränderbar ist, ist ein Tintenspntz-Schreibwerk bekannt, bei dem wobei durch die Ausbildung von Zulauf und einzelne Tintentropfen durch Volumenverdrangung Austrittsdüse eine Richtwirkung für den Flüssig- aus einer Auslaßdüse einer Fluidkammer geschossen keitsstrom derart erreicht wird, daß der Strö- werden. Die Fluidkammer steht hierbei über einen mungswiderstand von der Kammer zum Vorrats- 15 Einlaßkanal mit einem Tintenvorratsbehalter m Verbehälter größer ist als der Strömungswiderstand bindung. Außerdem weist die eine Wand der Fluidin Richtung zur Austrittsdüse, dadurch ge- kammer eine Membrane auf, die durch einen piezokennzeichnet, daß in der Einmündungs- elektrischen Kristall beaufschlagbar isL Wenn em stelle des Zulaufkanals (25, Sl) für die flüssige Druckimpuls in der Fluidkammer zum Ausstoßen Materie ein Fluidik-Bauelement mit Richtwir- ao eines Tintentropfens aus der Auslaßduse erzeugt kung angeordnet ist, das nach dem Düse-Prall- wird, so hat der Druck auch die Tendenz, Tinte zuplatte-System (23,41) arbeitet und dessen Strö- rück durch den Einlaßkanal gegen die vom Farbbemungswiderstand von der ICammer (7, 11, 19, halter zu drängen. Um dieses Rückströmen zu be-52,54) zum Zulaufkanal (25„ 51) hin sehr groß grenzen, ist eine genaue Abstimmung der Quer- und in der umgekehrten Richtung sehr klein ist. as schnitte von Ein- und Auslaßkanal der Kammer und
2. Düsendrucker nach Anspruch 1, dadurch ge- der Austrittsöffnung des Druckers erforderlich, kennzeichnet, daß das Fluidik-Bauelement zwei Außerdem wird dieses Rückströmen noch durch die Kanäle (43, 45) aufweist, die einerseits mit je Flüssigkeitssäule im Einlaßkanal und im Reservebeeinem Ende in einen senkrecht zu ihnen verlau- hälter begrenzt. Da sich die Flüssigkeitssäule wähfenden, die Prallplatte bildenden Zulaufkanal 30 rend des Spritzvorganges ändert, lassen sich mit die-(51) zum Vorratsbehälter münden, und von de- ser bekannten Anordnung keine in sich gleichmäßige nen die anderen Enden über Kompressionskam- Tropfen erzeugen. Beim Sinken der Flüssigkeitssäule mern (52, 54) mit einer Aurtrittsdüse (57) in werden die Rückströme größer, und der Druck in der Verbindung stehen. Kammer ist dann nicht mehr hoch genug, um gleich-
3. Düsendrucker, insbesondere für ein Tinten- 35 mäßige Tintentropfen auszustoßen.
spritz-Schreibwerk, mit einer Kammer, deren Andererseits ist durch IBM-Technical Disclosure dem zu bedruckenden Papier zugewandtes Ende Bulletin, Vol. 14, Nr. 3, August 1971, ein Spritzkopf mit einer Austrittsdüse versehen ist, deren ande- bekannt, bei dem der Einlaßkanal während der res Ende einen Zulauf für die aus einem Vorrats- Druckerzeugung in der Fluidkammer durch ein bebehälter kommende flüssige Materie aufweist und 40 wegbares Ventil geschlossen wird. Dieses bewegbare deren Volumen durch von einem Erregersystem Ventil hat aber bei hohen Spritzfrequenzen keine kurzzeitig erzeugte Druckstöße veränderbar ist, lange Lebensdauer. Außerdem muß die Federkraft wobei durch die Ausbildung von Zulauf und am Ventil genau abgestimmt sein, um den Einlaß-Austrittsdüse eine Richtwirkung für den Flüssig- und den Auslaßkanal ordnungsgemäß zu schließen, keitsstrom derart erreicht wird, daß der Strö- 45 Auch sind Fluidik-Bauelemente in anderem technimungswiderstand von der Kammer zum Vorrats- sehen Zusammenhang bekannt, die für unseren behälter größer ist als der Strömungswiderstand Zweck weniger geeignet sind. Hierzu wird auf das in Richtung zur Austrittsdüse, dadurch gekenn- Buch »Fluidik — kurz und bündig« von E. Karg, zeichnet, daß in der Einmündiungsstelle des Zu- Vogelverlag 1972, S. 1 und 2, sowie auf den Aufsatz laufkanals(61) für die flüssige Materie ein Flui- 50 »Advances in Computers«, Vol. 4, 1963, S. 229 bis dik-Bauelement mit Richtwirkmng angeordnet ist, 237, verwiesen.

das zwei Kanäle (63, 65) aufweist, die einerseits Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die

mit je einem Ende tangential und zueinander ge- Richtwirkung für die durch die Volumenänderung richtet in einen im wesentlichen senkrecht zu ih- bewirkte Flüssigkeitsbewegung der bekannten Annen verlaufenden Zulaufkanal (61) zum Vorrats- 55 Ordnung noch weiter zu erhöhen. Diese Aufgabe behälter münden und von denen die anderen En- wird mit der im Patentanspruch I oder 3 gekennden über Kompressionskammiern (62, 64) mit zeichneten Erfindung auf einfache Weise gelöst, einer Austrittsdüse (67) in Verbindung stehen. Hierbei wird ein Rückströmen der Flüssigkeit bei

Volumenverdrangung in den Einlaßkanal ohne be-60 wegliche Teile wirkungsvoll begrenzt. Die Höhe der Flüssigkeitssäule in dem Tintenvorratsbehälter hat fast keinen Einfluß mehr auf das Rückströmen.