DE2311383C2 - Arrangement for reducing pressure increases and decreases in the writing fluid of an inkjet writing mechanism - Google Patents
Arrangement for reducing pressure increases and decreases in the writing fluid of an inkjet writing mechanismInfo
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Description
Es ist oen Aufgabe der Erfindüog. etn Eindringen von ttA η Tanen^feätöpfea d«r geaannten Axt durch Reduzieren der in der Schrefeflüssigkert auftretendenIt is oen the task of the invention. etn penetration of ttA η Tanen ^ feätöpfea d «r steaten ax through Reduce the amount of liquid that occurs in the reef
() g v() g v
t5) und eine diese in zwei Druckkammer]) £#4,15) aufteilende Membran (IjQi, mit zumindest einer die beiden Druckkammern verbindenden Bohrung (17), durch im Bereich der Bohrung jeweils in 4sr einen und der anderen Druckkammer sieb gegenüberstehenden Pralfflächen (18, 19), wobei die Mea&ran zumindest gegen den die PraiSläche (M^ aef der Zulaufseite bildenden Prallansatz (26) anlegbar ist durch einen labyrinthartigen und eine Prallfläche (27) für die zufließende Schreibflüssigkeit aufweisenden, in die Druckkammer (14) mündenden kapillaren Zulaufkanal (24) und durch einen aus der anderen Druckkammer austretenden kapillaren Kanal {25*t5) and one of these in two pressure chambers]) £ # 4.15) dividing membrane (IjQi, with at least one die the bore (17) connecting the two pressure chambers, through in the area of the hole in each case in 4sr and the other pressure chamber sieve opposite Bouncing surfaces (18, 19), the Mea & ran at least against the prai surface (M ^ aef der Impact attachment (26) forming the inlet side can be applied by a labyrinth-like and an impact surface (27) for the inflowing writing fluid having capillaries opening into the pressure chamber (14) Inlet channel (24) and through a capillary channel emerging from the other pressure chamber {25 *
2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die PraHflächen (18, 19, 27) konkav gewölbt sind.2. Arrangement according to claim I, characterized in that that the PraHflächen (18, 19, 27) are concave.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtring (20) in die zulaufseitige Druckkammer (14) reichend um die Bohrung (17) der Membran (16) gelegt ist und daß in der Druckkammer eine Dichtfläche (21) vorgesehen ist. gegen die der Dichtring anlegbar ist3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that a sealing ring (20) in the inlet side Pressure chamber (14) is placed reaching around the bore (17) of the membrane (16) and that in the Pressure chamber a sealing surface (21) is provided. against which the sealing ring can be placed
Die Erfindung betrifft eine Anordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to an arrangement of the type specified in the preamble of claim 1.
In den Druckschriften DT-OS 2 132 082 und DT-OS 2164614 sind Tintenspritz-Schreibwerke bekanntgeworden,
die auf Grund der beim Ausstoßen und beim Ansaugen der Schreibflüssigkeit entstehenden Strömungszustände
im Zusammenwirken mit den Massekräften und den Oberflächenspannungen im Auslaufkanal
Anordnungen ergeben, die wie ventillose Pumpen arbeiten. Um zu verhindern, daß beim Saugvorgang
Luft durch den Auslaufkanal in das System eindringen kann, es jedoch zum Fluß von Schreibflüssigkeit aus
dein Tintenbehälter kommt sind die Abmessungen der flüssigkeitsgefüllten Kanäle und somit die Oberflachenspannung
am Auslaufkanal und die Kapillarkräfte der Schreibflüssigkeit in dem System entsprechend groß
gewählt. Bei Serial-Schreibwerken, bei denen die Spritzköpfe nicht bewegt werden, wird durch diese
Maßnahme ein Lufteintritt in das System vermieden. In
Schreibwerken mit einem Iß ZeMeniiclmifig feewi
Ttateospritekopf kommt es m ÄÜl
in def im Spritzkopf und in der ftöhfleiiunl Sä
ehen Sohreibflüssigkeit die die DfU#- und Sl
hälmisse in den Hohlräumen vertftdern, so <tfs$ der
Sehreibvörgang durch Lufteimriit unterbrochen wird
Die eingedrungene Luft muß dürehjlyakuieren ftfffäfler
Vakuumanlage entzogen untf der TOtenspiäJöiköpt er>
fteut mit Schreibflttsslgkeit giÜnit werden. Beim 4"s-„ο
Die« Aufgabe wird erfindungsgemäö bei den genanntes Entrichtungen gelöst durch die im Kennzei-■.
ghendes Ao^racfes« angegebeoen Merkmale.
'"v te der entsprechend dem Anspruch 2 bevorzugten
Ausführung wird in vorteilhafter Weise ein in und ent-In the publications DT-OS 2 132 082 and DT-OS 2164614 ink-jet writing mechanisms have become known which, due to the flow conditions arising when the writing fluid is ejected and sucked in, in interaction with the inertia forces and the surface tension in the outlet channel, result in arrangements that look like valveless pumps work. In order to prevent air from penetrating the system through the outlet channel during the suction process, but the writing fluid flows out of the ink container, the dimensions of the fluid-filled channels and thus the surface tension on the outlet channel and the capillary forces of the writing fluid in the system are selected to be correspondingly large . In the case of serial writing units, in which the spray heads are not moved, this measure prevents air from entering the system. In writing works with an Iß ZeMeniiclmifig feewi
Ttateospritekopf it comes m ÄÜl
in def in the spray head and in the ftöhfleiiunl Sä
before Sohreibiquid the the DfU # - and Sl
Close the necks in the cavities, so that the writing process is interrupted by air penetration. The air that has entered must be thrown out by a vacuum system and removed from the TOtenspäJöiköpt by the ability to write. In the case of the 4 "s -" o The "problem is solved according to the invention for the payments mentioned by the features indicated in the identification number.
'" v te of the preferred embodiment according to claim 2 is advantageously an in and ent-
« gegen der Flußrichtung verbauender Beschleunigungsstoß in eine gegenläufige Richtung umgelenkt Die bevorzugte Ausföhnrog entsprechend Anspruch 3 vermeidet einen Saugimpuls im Spritzkopf beim Abziehen des Tintenbehätters von der Rohrleitung oder dieser«Against the flow direction obstructing acceleration shock deflected in an opposite direction The preferred Ausföhnrog according to claim 3 avoids a suction pulse in the spray head when the ink container is withdrawn from the pipeline or this
Durch die aufgezeigten Maßnahmen wird im wesentlichen die Betriebssicherheit von Tintenspritz-Schreibwerken erhöht. Das Abziehen der Rohrleitung und das Auswechseln des Tintenbehälters ist in jeder StellungThe measures outlined essentially improve the operational reliability of inkjet writing mechanisms elevated. The removal of the pipeline and the replacement of the ink container is in every position
a$ des Spritzkopfes und von weniger geübten Personen durchführbar. Der Ruß der Schreibflüssigkeit im Be trieb des Tintenspritzkopfes erfolgt bei druckminderndem Verhalten des Ventils ununterbrochen weiter. Das Ventil kann in vorteilhafter Weise durch sich gegenaberliegend eingelassene Mittel in den Trennebenen des Tintenspritzkopfes gebildet werden, wodurch Fertigung u"d Montage einfach gestaltet und von Hilfskräften durchführbar ist Es finden billige Stanz- und Normteile zum Trennen der Druckkammern Verwendung.a $ of the spray head and by less experienced people feasible. The soot in the writing fluid when the ink jet head is operating takes place with a pressure reducing device Behavior of the valve continues uninterrupted. The valve can advantageously be located opposite one another recessed means are formed in the parting planes of the ink jet head, thereby manufacturing u "d assembly is simple and can be carried out by assistants. You can find cheap stamped and standard parts used to separate the pressure chambers.
Die Anordnung erfordert keinen zusätzlichen Raumbedarf und ist gewichtssparendThe arrangement does not require any additional space and is weight-saving
Es ist zwar in der DT-OS 2 164 406 eine Einrichtung zum Zuführen von Schreibflüssigkeit zur Spitze eines Ausstoßrohres in Flüssigkeitsschreibern bekanntgeIt is true that DT-OS 2 164 406 describes a device for supplying writing fluid to the tip of a Ejector tube in liquid pens known
4« wordea Der Druck der Tinte im Ausstoßrohr wird durch ein Pumpen-Ventilsystem auf einen Wert stabilisiert der die Bildung eines konvexen Meniskus an der Austrittsöffnung gewährleistet und es werden die Auswirkungen unzeitiger Druckveränderungen, Schwin-4 «wordea The pressure of the ink in the ejection tube is stabilized at a value by a pump-valve system which ensures the formation of a convex meniscus at the outlet opening and there will be the effects untimely changes in pressure,
gungen oder Stöße der Schreibeinrichtung, die zu einem unbeabsichtigten Ausfließen von Tinte aus der Ausstoßöffnung führen, beschrieben. Der Tintenfluß wird im Betriebszustand ständig durch selbsttätiges Regulieren des Pumpen-Ventilsystems unterbrochen. Beimovements or shocks of the writing device that lead to inadvertent leakage of ink from the Lead discharge port, described. The ink flow is in the operating state constantly by automatic regulation of the pump-valve system interrupted. at
der Verwendung der Einrichtung für einen in Zeilen bewegten Spritzkopf entstehen Druck- und Saugstöße in der Anschlußleitung zum Spritzkopf. Der Erfindungsgedanke ist durch diesen Stand der Technik nicht nahegelegt Es sind wesentliche Unterschiede in derthe use of the device for a spray head moving in lines results in pressure and suction surges in the connection line to the spray head. Due to this state of the art, the idea of the invention is not suggested there are significant differences in the
An Hand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung beschrieben werden. Dabei zeigtThe invention will be described on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures. It shows
F i g. 1 einen über eine Rohrleitung an einen Tintenl TirikfF i g. 1 via a pipeline to an ink oil Tirikf
g
So blähälter aG
So puffed a
das ventil Im B
der DruGkverhälthe valve in the B
the pressure ratio
p ί g, 3 dnm
% elfte beispilhp ί g, 3 dnm
% eleventh example
Fi4Fi4
ritzkopf,ritzkopf,
vteji Schnitt durch en mt Darstellungvteji section through en mt representation
Schnitt durchCut through
fte beispielhateAnerdnuSg und
Fig,4 einen wfsj&ntliGn vergrößertefl Schnitt durch
eine weitere beispielhafte Anordnung,
fig. 1 JEeigt eine» Tiraemptftiliöpt I1 der Ober einefte example have an answer and
4 shows an enlarged section through a further exemplary arrangement,
fig. 1 J inclines a »Tiraemptftiliöpt I 1 the upper one
flexible Rohrleitung 2 iah einem Tintenbehälter 3 in Fließverbindung steht Die Hohlräume dieses Systems sind mit einer Schreibflüssigkeit gefüllt Vor dem Einfüllen der Schreibflüssigkeit ist dem System in einer Vakuumanlage in den Hohlräumen vorhandene Luft S entzogen worden. Die Tinte ist entgast Lufteinschlüsse führe« zu einem Versagen des Tintenspritzkopfes. wenn sie bis in dessen Hohlräume von der Schreibflüssigkeit mitgeführt oder durch den Auslaufkanal 9, der dem Tropfenaustritt dient, in den Tintenspritzkopf eingesogen werden. Der Tintenspritzkopf 1 weist eine Kammer auf, die in zwei Teile aufgeteilt ist, und zwar in eine innere Kammer 4 und in eine äußere Kammer 5. Beide Kammern sind durch einen Verbindungskanal 6 verbunden. Die innere Kammer 4 wird einseitig begrenzt von einer Vorrichtung zum Erzeugen kurzzeitiger Druckanstiege in der eingefüllten Schreibflüssigkeit Diese besteht aus einer Metallplatte 7 und einem piezoelektrischen Kristall 8, der über Anschlüsse 13 erregbar ist Die äußere Kammer 5 weist den Auslaufka- ao nal 9 und einen Zulaufkanal 10 auf. Zwischen dem Zulaufkanal 10 und dem Rohrleitungsanschluß 11 ist die erfindungsgemäße Anordnung zum Reduzieren von Druckanstiegen und -abfällen in der Schreibflüssigkeit im folgenden mit Ventil bezeichnet, bei 12 erkennbar. »5 Das Ventil 12 ist in den Fig.2, 3 und 4 näher dargestellt Es besteht aus einer Vorkammer, die durch eine Membrane 16 in zwei Druckkammern 14.15 aufgeteilt ist Die Membrane 16 ist in ihrem mittleren Bereich mit einer Bohrung 17 versehea Es können mehrere dieser Bohrungen vorhanden sein. Jede der Druckkammern 14,15 weist Prallflächen 18,19 auf, die sich in Höhe der Bohrung 17 paarweise gegenüberstehen. Die Prallflächen 18, 19 sind konkav gewölbt ausgebildet Um die Bohrung 17 der Membrane 16 ist ein walkbarer Dichtring 20 gelegt wie es in F i g. 3 dargestellt ist Der Abstand zwischen der Wandung 21 als Dichtfläche und dem Dichtring 20 ist geringer als der Abstand zwischen der Membrane 16 und der Prallfläche 18 gehalten. Die Druckkammer 14 ist über einen labyrinthartigen Zulaufkanal 24 mit dem Rohrleitungsstutzen U fließverbunden. Jede andere Anordnungsform ist denkbar. Wesentlich ist das Vorhandensein kapillarer Zulaufkanäle 24 und einer dem Zulauf gegenüberstehenden Prallfläche 27, die vorzugsweise konkav gewölbt ausgebildet ist. Die Druckkammer 15 steht über einen kapillaren Kanal 25 und dem Zulaufkanal 10 mit den Kammern 4 und 5 in Fließverbindung. In Fig.4 besteht der die Prallfläche 18 bildende Ansatz 26 aus einem walkbaren Material, gegen den sich die Membrane 16 bei Unter- so druck in der Druckkammer 14 anlegtflexible pipeline 2 is in fluid communication with an ink container 3. The cavities of this system are filled with a writing fluid. The ink is degassed. Air pockets lead to failure of the ink jet head. if they are carried along by the writing fluid up to its cavities or if they are sucked into the ink jet head through the outlet channel 9, which is used for the droplet exit. The ink jet head 1 has a chamber which is divided into two parts, namely an inner chamber 4 and an outer chamber 5. Both chambers are connected by a connecting channel 6. The inner chamber 4 is bounded on one side by a device for generating brief pressure increases in the filled writing fluid.This consists of a metal plate 7 and a piezoelectric crystal 8, which can be excited via connections 13. The outer chamber 5 has the outlet channel 9 and an inlet channel 10 on. Between the inlet channel 10 and the pipe connection 11, the arrangement according to the invention for reducing pressure rises and falls in the writing fluid is referred to below as a valve and can be seen at 12. »5 The valve 12 is shown in more detail in FIGS. 2, 3 and 4. It consists of an antechamber which is divided into two pressure chambers 14.15 by a membrane 16. The membrane 16 is provided with a bore 17 in its central area these holes must be present. Each of the pressure chambers 14, 15 has baffle surfaces 18, 19 which face each other in pairs at the level of the bore 17. The baffles 18, 19 are concavely arched. A walkable sealing ring 20 is placed around the bore 17 of the membrane 16, as shown in FIG. 3 is shown. The distance between the wall 21 as a sealing surface and the sealing ring 20 is kept smaller than the distance between the membrane 16 and the baffle surface 18. The pressure chamber 14 is flow-connected to the pipe socket U via a labyrinth-like inlet channel 24. Any other form of arrangement is conceivable. What is essential is the presence of capillary inlet channels 24 and a baffle surface 27 opposite the inlet, which is preferably concave. The pressure chamber 15 is in flow connection with the chambers 4 and 5 via a capillary channel 25 and the inlet channel 10. In FIG. 4, the projection 26 forming the baffle surface 18 consists of a workable material, against which the membrane 16 rests when there is negative pressure in the pressure chamber 14
Die Wirkungsweise des Ventils 12 ist eine mehrfache. Durch das Beschleunigen und Verzögern des Tintenspritzkopfes 1 bei dessen Transport in Zeilenrichtung werden infolge der Masserdträgheit der Schreibflüssigkeit in dem System sowie durch Verformungen der flexiblen Rohrleitung 2 Beschleunigungsstöße in der Schreibflüssigkeit erzeugt, die zu kurzen Druckanstiegen oder Druckabfällen führen, so daß der Austritt der Schreibflüssigkeit unregelmäßig und bei Lufteintritt durch den Auslaufkana! 9 unterbrochen wird. Luftzutritt ist z.B. dann möglich, wenn sich während des Saugvorganges, der durch das Zorückbewegen des piezoelektrischen Kristalles 8 in seine Ruhelage hervorgerufen wird, Druckabfälle in dem System auftreten. Aus der Rohrleitung 2 kommende Beschleunigungsstöße werden in dem labyrinthartigen Kanal 24, vom Tintenspritzkopf f kommende Beschleunigungsstöße in dem Kapillarkanal 25 zum Teil abgebaut Der Rest des Beschleunigung", bzw. Druckstoßes wirkt auf die Membrane 16, wie in F i g. 2 dargestellt, so daß diese versucht, sich leicht in Richtung des Beschleunigungsstoßes durchzubiegen. Erfolgt ein Beschleunigungsstoß (Pfeil 28) von der Rohrleitung 2 kommend auf das Ventil 12, wird dieser bei seinem Auftreffen auf die Prallfläche 27 umgelenkt Die konkav gewölbte Prallfläche 27 reflektiert den Beschleunigungsstoß in der Weise, daß es im wesentlichen in ihrem Brennpunkt zu gegenfließenden Kräften kommt In die Druckkammer 14 weitergeleitete restliche Beschleunigungsstöße versuchen die Membrane 16 in die Druckkammer 15 zu bewegen. Hierdurch wird ein gleichgroßer Druck in der Druckkammer 15 erzeugt der sich teilweise durch den kapillaren Kanal 25 abbaut Durch die Bohrung 17 der Membrane 16 kommt es zu einem Ausgleich, wobei aus der Druckkammer 15 in die Druckkammer 14 fließende Schreibflüssigkeit auf die Prallfläche 18 trifft und hier umgelenkt wird (Pfeil 29), so daß es im Brennpunkt der Prallfläche 18 zu gegenfließenden Kräften (Pfeile 30) kommt Aus dem System des Tintenspritzkopfes im Ventil 12 über den Kapillarkanal 25 auftretende Beschleunigungs- oder Druckstöße werden gleichermaßen bei Auslenkungsversuch der Membrane 16 in die Druckkammer 14 ausgeglichen. Beim Abziehen der flexiblen Rohrleitung 2 vom Tintenbehälter 3 und vom Rohrleitungsanschluß U kommt es zwangläufig zu einer Vergrößerung der mit Schreibflüssigkeit gefüllten Hohlräume. Hierdurch entsteht Unterdruck in dem Ventil 12, dargestellt durch den Pfeil 31 in F i g. 4. Um einen Rücklauf der Schreibflüssigkeit aus dem Tintenspritzkopf 1 zu verhindern, ist die Membrane 16 mit einem Dichtring 20 und die Druckkammer 14 mit einer Dichtfläche 21 (F i g. 3) versehen, oder der Prallansatz 26 (F i g. 4) besteht aus einem walkbaren Dichtmaterial, gegen den sich die Membrane 16 schließend anlegt so daß es durch diese Mittel zur Trennung der Druckkammern 14 und 15 kommt.The operation of the valve 12 is multiple. By accelerating and decelerating the ink jet head 1 during its transport in the line direction are due to the inertia of the writing fluid in the system as well as by deformations of the flexible Pipeline 2 generates acceleration shocks in the writing fluid, which lead to short pressure increases lead or pressure drops, so that the exit of the writing fluid irregular and with air entry through the outlet channel! 9 is interrupted. Air access is possible, for example, if during the Suction process, which is caused by the moving back of the piezoelectric Crystal 8 brought into its rest position there will be pressure drops in the system. Acceleration shocks coming from the pipe 2 are in the labyrinth-like channel 24, from the ink jet head f coming acceleration shocks in the Capillary channel 25 partially dismantled. The rest of the "acceleration" or pressure surge acts on the membrane 16, as in FIG. 2 so that it tries to to bend slightly in the direction of the acceleration bump. If there is an acceleration shock (Arrow 28) coming from the pipeline 2 onto the valve 12, this is when it strikes the impact surface 27 deflected The concavely curved impact surface 27 reflects the acceleration shock in such a way that In the pressure chamber 14, opposing forces essentially occur at their focal point The remaining acceleration shocks that are passed on try to move the membrane 16 into the pressure chamber 15. As a result, an equal pressure in the pressure chamber 15 is generated which is partially through the capillary channel 25 degrades Through the bore 17 of the membrane 16 there is a compensation, whereby from writing fluid flowing from the pressure chamber 15 into the pressure chamber 14 hits the baffle surface 18 and here is deflected (arrow 29), so that there are opposing forces at the focal point of the impact surface 18 (arrows 30) comes from the system of the ink jet head in the valve 12 via the capillary channel 25 occurring acceleration or pressure surges are equally when the diaphragm 16 is attempted to deflect into the Pressure chamber 14 balanced. When pulling the flexible tubing 2 from the ink tank 3 and from Pipe connection U inevitably leads to an increase in the volume filled with writing fluid Cavities. This creates negative pressure in the valve 12, shown by the arrow 31 in FIG. 4. To To prevent the writing fluid from flowing back out of the ink jet head 1, the membrane 16 is provided with a sealing ring 20 and the pressure chamber 14 is provided with a sealing surface 21 (FIG. 3), or the impact attachment 26 (FIG. 4) consists of a walkable sealing material, against which the membrane 16 closes so that it comes to the separation of the pressure chambers 14 and 15 by these means.
Claims (1)
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE19732311383 DE2311383C2 (en) | 1973-03-08 | 1973-03-08 | Arrangement for reducing pressure increases and decreases in the writing fluid of an inkjet writing mechanism |
| US44689974 US3852773A (en) | 1973-03-08 | 1974-02-28 | Ink ejection printing devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732311383 DE2311383C2 (en) | 1973-03-08 | 1973-03-08 | Arrangement for reducing pressure increases and decreases in the writing fluid of an inkjet writing mechanism |
Publications (2)
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|---|---|
| DE2311383B1 DE2311383B1 (en) | 1974-09-05 |
| DE2311383C2 true DE2311383C2 (en) | 1975-04-30 |
Family
ID=5874087
Family Applications (1)
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| DE19732311383 Expired DE2311383C2 (en) | 1973-03-08 | 1973-03-08 | Arrangement for reducing pressure increases and decreases in the writing fluid of an inkjet writing mechanism |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE2311383C2 (en) |
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1973
- 1973-03-08 DE DE19732311383 patent/DE2311383C2/en not_active Expired
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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