DE2315151B2

DE2315151B2 - Device for applying a writing fluid in the form of drops to a surface in an ink-jet writing mechanism

Info

Publication number: DE2315151B2
Application number: DE19732315151
Authority: DE
Inventors: Eilt-Heyo Dipl.-Ing. 2940 Wilhelmshaven Rittberg; Heinrich 2941 Grafschaft Sicking
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: Olympia Werke AG
Priority date: 1973-03-27
Filing date: 1973-03-27
Publication date: 1976-01-08
Also published as: DE2315151A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Votrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a voting device according to the preamble of claim 1.

Bei derartigen Schreibwerken ist es erforderlich, Luftzutritte in die tintegefüllten Hohlräume zu verhindern. Oftmals wird eine solche Vorrichtung in abgeschaltetem Zustand zu einem anderen Arbeitsplatz oder bei der Wartung bewegt. Hierbei ist ein Strömen der Schreibflüssigkeit in dem durch die Hohlräume des Tintenspritzkopfes, der Rohrleitung und des Tintenbchälters gebildeten Systems nicht zu vermeiden.With such writing mechanisms it is necessary to prevent air from entering the ink-filled cavities. Often such a device is switched off to another workstation or moved during maintenance. Here, the writing fluid flows through the cavities of the Ink jet head, the pipeline and the ink container formed system cannot be avoided.

In der US-PS 25 56 550 ist eine Spritzvorrichtung bekanntgeworden mit Ventilen, die von Hand nach jedem Spritzvorgang geschlossen und zum Nachfüllen erneut geöffnet werden müssen. Bei z. B. plötzlich eintretendem Stromausfall ist der Spritzkopf über die Rohrleitung mit dem Tintenreservoir verbunden, so daß Druckstöße in der Schreibflüssigkeit infolge unsachgemäßem Bewegen des Schreibwerkes zu einem übermäßigen Tintenaustritt oder einem Zurücklaufen der Tinte führen.In US-PS 25 56 550 a spray device has become known with valves that are closed by hand after each spraying process and again for refilling need to be opened. At z. B. a sudden power failure is the spray head over the pipeline connected to the ink reservoir, so that pressure surges in the writing fluid as a result of improper Moving the writing unit to excess ink leakage or backflow of ink to lead.

In der DT-AS 22 62 327 wurde ein Ventil vorgeschlagen in der zum Spritzkopf führenden Rohrleitung. Das Ventil wird im Nichtbetriebszustand verschlossen gehallen, um Druck- und Saugstöße, die durch den Transport des Schreibwerkes in der Tinte auftreten, am Weiterwandern in den Spritzkopf zu verhindern. Die in dem Rohrleitungsstück zwischen dem Ventil und dem Spritzkopf eingelassene Tinte kann dann jedoch noch in Schwingungen versetzt werden, insbesondere auch bei Temperaturschwankungen und somit in dem SpritzkoDf zu einem Überangebot an Tinte oder zu einem Tintenmangel führen. Das Auswechseln des Ventüs und das Abziehen des Rohrleitungsstückes vom Spritzkopf führt zu gleichen Schwierigkeiten wie das Auswechseln des Tintenbehälters ohne Ventilanordnung in dem Versorgungssysiem. Durcn das Abziehen von Rohrleitup.gsstüeken oder durch das Aufschieben dieser treten Volumenveränderungen auf, die zu Flüssigkeitsbevegungen führen.A valve was proposed in DT-AS 22 62 327 in the pipeline leading to the spray head. The valve is kept closed when not in operation, around pressure and suction surges that occur in the ink as a result of the transport of the writing unit To prevent further migration into the spray head. The in the pipe section between the valve and the However, ink that has been let into the spray head can then still be made to vibrate, in particular also in the event of temperature fluctuations and thus in the spray nozzle to an oversupply of ink or to one Lead to lack of ink. Replacing the valve and removing the pipe section from the spray head leads to the same difficulties as replacing the ink container without a valve arrangement in the supply system. By pulling off pipe fittings or by postponing these changes in volume occur, leading to fluid movements to lead.

Durch die mit dem Patent P 23 11 383 vorgeschlagene Einrichtung werden in der Schreibflüssigkeit zum Spritzkopf auftretende kurze Druck- und Saugslöße abgebaut. Das hier beschriebene Ventil schließt selbsttätig bei Saugstößen in der zum Spritzkopf führenden Rohrleitung. Im Betriebszustand wie auch im Nichtbe-By the proposed with the patent P 23 11 383 Device are short pressure and suction blows occurring in the writing fluid to the spray head reduced. The valve described here closes automatically in the event of suction shocks in the one leading to the spray head Pipeline. In the operational state as well as in the non-operational

iS triebszustand wird die von dem Behälter kommende Tinte nicht von der im Spritzkopf befindlichen getrennt. The driving state is that coming from the container Ink not separated from that in the spray head.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die in dem Tintenspritzkopf eingelaufene Schraubflüssigkeit automatischIt is the object of the invention to automatically remove the screwing liquid that has run into the ink jet head

ίο bei Eintreten des Nichtbetriebszustandes von der in der über die Rohrleitung aus dem Tintenbehälter kommenden Schreibflüssigkeit zu trennen.ίο when the non-operational state occurs in the to separate writing fluid coming out of the ink container via the pipeline.

Erfindunssgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale nach dem Kennzeichen von Anspruch 1.According to the invention, this object is achieved by the features according to the characterizing part of claim 1.

2s Die Merkmale nach dem Anspruch 2 kennzeichnen eine besonders vorteiiige Ausführung nacli dem Erfindungsgedanken. 2s The features according to claim 2 characterize a particularly advantageous embodiment based on the idea of the invention.

Vorteile der Erfindung ergeben sich daraus, daß der Fluß der Schreibflüssigkeit im Nichtbetriebszustand unterbrochen und ein Luftzutritt durch zurückfließende Schreibflüssigkeit, das. ein aufwendiges Nachfüllen unter vorherigem Entzug der Luft in den Kammern in einer Vakuumanlage notwendig macht, und ein Tintenaustritt durch überschüssige Schreibflüssigkeit verniicden wird. Die Trennmittel sind in einer Teilungsebene des Tintenspritzkopfes angeordnet, so daß Fertigung und Montage einfach gehalten und von Hilfskräften durchführbar sind. Die Vorrichtung zum Betätigen des Ventils besteht aus einfachen Bauelementen. Sie können mit dem Tintenspritzkopf mitgeführt oder aber in dem Schreibwerk stationär angeordnet sein. Bei Eintreten des Nichtbetriebszustandes ist zum Aufrechterhalten der Schließstellung des Ventils eine zusätzliche Energiequelle nicht erforderlich. Druckstöße in der Schreibflüssigkeit bei unsachgemäßem Bewegen des Schreibwerkes werden bei geschlossenem Ventil von dem walkbaren Diclr:ring aufgenommen. Weitere Vorteile ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel. Es zeigtAdvantages of the invention result from the fact that the flow of writing fluid is interrupted in the non-operational state and air access through the writing fluid flowing back, which requires time-consuming refilling prior removal of the air in the chambers in a vacuum system makes it necessary, and an ink leakage is negated by excess writing fluid. The separating means are in a parting plane of the ink jet head arranged so that production and assembly kept simple and by assistants are feasible. The device for actuating the valve consists of simple components. You can be carried along with the ink jet head or be arranged in a stationary manner in the writing unit. When entering the non-operational state is to be maintained the closed position of the valve, an additional energy source is not required. Pressure surges in the Writing fluids caused by improper movement of the writing unit are lost when the valve is closed by the walkable Diclr: ring added. Further advantages result from the exemplary embodiment. It shows

F i g. 1 eine sehe mansche Darstellung der erfindungsgcmäßen Vorrichtung undF i g. 1 see some representation of the invention Device and

F i g. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung durch einen Tintenspritzkopf.F i g. 2 is an enlarged sectional view through an ink jet head.

Der Tintenspritzkopf 1 in F i g. 1 befindet sich in einer Spritzstellung. Hierbei fließt Schreibflüssigkeit aus einem nicht dargestellten Tintenbehälter über die Rohrleitung 2 in die Hohlräume des Tintenspritzkopfes 1, die in F i g. 2 dargestellt und hierzu näher beschrieben werden. Ein Dauermagnet 3 ist an einem Schwenkhebel 4 befestigt, der über einen Anker 6 von dem Elektromagneten 5 im Betriebszustand des Schreibwerkes in einer ausgeschwenkten Lage gehalten wird, so daß der Schieibvorgang ohne Beeinflussung des Tintenflusses über die gesamte· Zeile erfolgen kann. Bei Abschal-The ink jet head 1 in FIG. 1 is in an injection position. Writing fluid flows here from an ink container, not shown, via the pipe 2 into the cavities of the ink jet head 1, which is shown in FIG. 2 and described in more detail. A permanent magnet 3 is on a pivot lever 4 attached, the via an armature 6 of the electromagnet 5 in the operating state of the writing mechanism is held in a pivoted position, so that the sliding process without affecting the flow of ink can be carried out over the entire line. At shutdown

⁶S ten des Schreibwerkes, wie auch bei Stromausfall, fällt der Anker 6 des Elektromagneten 5 ab, so daß der Schwenkhebel 4 durch einen Kraftspeicher 7 um den Drehpunkt 8 geschwenkt und der Dauermagnet 3 zur ⁶ S th of the writing unit, as well as in the event of a power failure, the armature 6 of the electromagnet 5 falls off, so that the pivot lever 4 is pivoted by an energy store 7 about the pivot point 8 and the permanent magnet 3 to

Anlage an der Außenwand 9 des Tintenspritzkopfes 1 zur Anlage gebracht wird, wenn dieser in seine linke Stellung, gestrichelt dargestellter Tintenspritzkopf Γ, bewegt ist. Es ist jedoch auch daran gedacht, den Dauermagneten 3 mii dem Tintenspiitzkopf 1 mit/uführen, wobei der Elektromagnet ^c. wie auch der Drehpunkt 8 des Schwenkhebels 4 sowie der Kraftspeicher 7 mitbewegt wird. Bei plötzlichem Stromausfall würde somit der Dauermagent 3 in jeder schreibenden Stellung des Tintenspritzkopfes 1 zur Anlage an der Außen- jndung 9 des Tintenspritzkopfes kommen, so daß das in F i g. 2 dargestellte Ventil 17 schließt. Dieses befindet sich im Zulaufkanal 10 und besteht aus einer Durchflußkammet, die durch eine Membrane 13, die eine Bohrung 16 aufweist, in eine Zutriitskammcr 11 und in eine Austrittskammer 12 aufgeteilt ist. Die Schreibflüssigkeit fließt durch eine Zutrittsöffnung 18 von der Rohrleitung 2 kommend in die Durchflußkammer und durch eine Austrittsöffnung 19 in den Zulaufkana! 10. Die Membrane 13 trägt einen Dichtring 14 aus weichem, walkbarem Material und eine ferromagnetische Platte 15. Jede andere Ventilanordnung ist denkbar. Im Nichtbetriebszustand wird die ferromagnetische Platte 15 unter Magnetwirkung des von außen an die Außenwandung 9 angelegten Dauermagneten 3 gegen die Innenseite 20 der Außenwandung 9 gezogen, so daß die in den Hohlräumen des Tintenspritzkopfes 1 befindliche Schreibflüssigkeit von der Schreibflüssigkeit in der Rohrleitung 2 getrennt wird. Es ist weiterhin daran gedacht, das Ventil durch unterschiedliche Druckverhältnisse hydraulisch oder pneumatisch zu steuern. Der Zulaufkanal 10 führt in eine kapillarwirksame Kammer 21 mit einer Sp.-itzoffnung 23, die über einen Verbindungskanal 22 mit der Druckkammer 24 in Fließverbindung steht. Die Druckkammer 24 wird begrenzt durch eine Metallplatte 25. die bei Aussteuern eines piezoelektrischen Kristalls 26 über die Leitung 27 in Schwingungen versetzt wird, so daß Tintentropfen aus der .Spritzöffnung 23 austreten. Die in diesem System zur Bildung von Tintentropfcn angeordneten Hohlräume und Bauelemente wirken wie eine venlillose Pumpe. Es entstehen beim Ansaugen und Ausstoßen der Schreibflüssigkeil als Folge der Bewegung der Metallplatte 25 Sirömungsverhaitnisse, die zusammen mit den Massekräften und den Oberflächenspannungen in der Spritzöffnung ein Heraustreten der Schreibflüssigkeit in Tropfenform ermöglichen. Die Abmessungen der Kanäle und damit die Oberflächenspannungen und die Kapillarkräfte der Schreibflüssigkeit in der Sprühöffnung ist entsprechend groß gewählt, so daß ein Eindringen von Luft durch die Spritzöffnung vermieden und ein Nachlaufen von Schreibflüssigkeit aus der Rohrleitung gefördert wird. Ein Eindringen von Luft würde zum Versagen dieser an sich bekannten Einrichtung führen.System is brought to rest on the outer wall 9 of the ink jet head 1 when the latter is moved into its left position, the ink jet head shown in dashed lines. However, it is also contemplated to guide the permanent magnet 3 with the ink jet head 1, the electromagnet ^c . as well as the fulcrum 8 of the pivot lever 4 and the energy storage device 7 are moved along with it. In the event of a sudden power failure, the permanent magnet 3 would come into contact with the outer end 9 of the ink spray head in every writing position of the ink spray head 1, so that the in FIG. Valve 17 shown closes. This is located in the inlet channel 10 and consists of a flow chamber which is divided into an inlet chamber 11 and an outlet chamber 12 by a membrane 13 which has a bore 16. The writing fluid flows through an access opening 18 from the pipeline 2 into the flow chamber and through an outlet opening 19 into the inlet channel! 10. The membrane 13 carries a sealing ring 14 made of soft, malleable material and a ferromagnetic plate 15. Any other valve arrangement is conceivable. In the non-operational state, the ferromagnetic plate 15 is drawn against the inside 20 of the outer wall 9 under the magnetic effect of the permanent magnet 3 applied from the outside to the outer wall 9, so that the writing fluid in the cavities of the ink jet head 1 is separated from the writing fluid in the pipe 2. It is also intended to control the valve hydraulically or pneumatically using different pressure ratios. The inlet channel 10 leads into a capillary-active chamber 21 with a Sp.-Itzoffnung 23, which is in fluid communication with the pressure chamber 24 via a connecting channel 22. The pressure chamber 24 is delimited by a metal plate 25 which, when a piezoelectric crystal 26 is driven, is caused to vibrate via the line 27, so that ink droplets emerge from the spray opening 23. The cavities and components arranged in this system to form ink droplets act like a valve-less pump. When sucking in and ejecting the writing fluid wedge, as a result of the movement of the metal plate 25, fluid flow conditions, which, together with the inertial forces and the surface tension in the spray opening, allow the writing fluid to emerge in the form of drops. The dimensions of the channels and thus the surface tension and the capillary forces of the writing fluid in the spray opening are selected to be correspondingly large, so that air penetration through the spray opening is avoided and an after-run of writing fluid is promoted from the pipeline. A penetration of air would lead to failure of this known device.

Hierzu t Blatt ZeichnungenFor this t sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for applying a liquid in the form of drops on a surface, in particular Writing work with a Inkiispiiuküpi, which at least a chamber with an outlet channel and an inlet channel for from a container over has a pipeline coming writing fluid, with a device for generating short-term Pressure rises of the writing fluid in the chamber and with one in a flow-through chamber valve body which can be brought in the ink inlet against a valve sealing surface, characterized in that that the valve body (13) is a ferromagnetic plate in the area of the valve sealing surface (20) (15) and that a permanent magnet (3) which can be brought from the outside against the outer wall (9) in the Effective area of the ink jet head (!) Is arranged. that of the ferromagnetic tarpaulin in the non-operational state of the writing unit is opposite in such a way that the valve body counteracts the effect of fire is brought to rest against the valve sealing surface by the magnetic field influencing it.

2. Device according to claim!, Characterized in that that the valve body (13) from a flow chamber in an access (11) and in a The outlet chamber (12) dividing membrane consists of a bore (16) and one placed around this and has sealing ring (14) which can be brought against the valve sealing surface (20) and the membrane in the area the bore is provided with the ferromagnetic plate (15).