DE2445954A1 - Einrichtung zum verhindern des eintrocknens von tinte in einem spritzkopf eines tintenspritz-schreibwerkes - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Verhindern des Eintrocknens von Tinte in einem Spritzkopf eines Tintenspritz-Schreibwerkes Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verhindern des Eintrocknens von Tinte in einem Spritzkopf eines Tintenspritz-Schreibwerkes der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angel gebenen Art.
• Stand der Technik Bei derartigen Tintenspritzeinrichtungen besteht ein besonderes Problem in der Auswahl geeigneter Tinten, die den Besonderheiten des Tintenspritz-Verfahrens gerecht werden. Die Tinte soll einerseits auf dem Aufzeichnungsträger möglichst schnell trocknen und andererseits in den Auslaßdüsen des Tintenspritzkopfes nicht auskristallisieren. Aus dem zuletzt genannten Grunde war es z.
• B. bislang nicht möglich, Tinte auf stark wässeriger Basis einzusetzen, da diese zu leicht austrocknen und dadurch bei längeren Arbeitspausen durch auskristallierende Farbstoffe zu Verstopfungen der feinen Düsen führen.
• Durch IBN Technical Disclosure Bulletin, Vol. 14, Nr. 3, Aug.
• 1971, Seite 994 ist eine Tintenspritzvorrichtung bekannt, bei der der Aufzeichnungsträger während des Spritzvorganges durch Luftstrom auf Abstand zu dem Spritzkopf gehalten wird, Nach Abschalten der Einrichtung wird der Luftstrom zwangsläufig un terbrochen, eo daß sich die Auslaßdüsen auf den Aufzeichnungsträger legen. Hierdurch läßt es sich nicht vermeiden, daß Pa pier und Schmutzpartikel in die Auslaßdüsen gelangen. Dieses führt zu ungenauer Tropfenbildung bei einem darauffolgenden Sprit zvorgang.
• Auch ist durch die deutsche Auslegeschrift 2 321 273 eine Ab deckeinrichtung für den Tintenspritzkopf bekannt, wobei die Kappe die Austrittsöffnungen bei abgeschalteter Maschine ver schließt. Diese Einrichtung wird aber nur wirksam, wenn die Maschine abgeschaltet ist. Daher ist diese Abdeckeinrichtung für sehr schnell trocknende Tinten nicht geeignet.
• Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Eintrocknen von Tinte in einem Spritzkopf eines Tintenspritz-Schreibwerkes zu verhindern. Außerdem soll vermieden werden, daß Sauerstoff an die Tinte in den Auslaßdüsen treten kann. Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Erfindung gelöste Vorteile Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es nun möglich, schnell trocknende Tinte einzusetzen1 ohne daß es dabei selbst nach längeren Arbeitspausen zu Verstopfungen der feinen Düsen führt.
• Die vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes nach Anspruch 2 verhindert Jegliches Eindringen der nicht spreizen den Flüssigkeit in die Auslaufkanäle.
• Erläuterung der Erfindung Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen erläutert, wobei erfindungsunwesentliche Teile weggelassen werden. Es zeigen: Fig. 9 ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel und Fig. 3 einen Schnitt zu Figur 2.
• In einem Gehäuse 1 ist gemäß Figur 1 eine erste Kammer 3 angeordnet, die einerseits eine Erweiterung 4 aufweist, welche durch eine Membran 5 abgeschlossen ist. Andererseits ist die Kammer 5 mit einem Auslaufkanal 7 versehen, An die Membran 5 ist ein als piezoelektrische Wandlereinrichtung ausgebildeter piezoelek trischer Kristall 9 angebracht. Der Piezokristall 9 erhält die Steuerimpulse über die Leitungen 19 von einer Steuereinrichtung 13. Der Auslaufkanal 7 ist in einem ringförmigen Piezokristall 16 angeordnet, der über-Leitungen 95 ebenfalls mit der Steuereinrichtung 13 verbunden ist. Der piezoelektrische Kristall 16 ist so polarisiert1 daß sich der Durchlaßquerschnitt des Aus laufkanals 7 beim Anlegen einer Spannung verkleinert. Der Piezokristall 16 übernimmt hierbei also die Punktion einer Diode. Mit dem Gehäuse 1 ist außerdem eine Deckplatte 97 verbunden, die eine mit dem Auslaufkanal 7 in einer Flucht lie genden Auslaßdüse 21 aufweist. Zwischen dem Auslaufkanal 7 und der Auslaßdüse 21 hat die Abdeckplatte 17 eine Ausnehmung zur Bildung einer zweiten Kammer 19. Diese zweite Kammer 19 ist mit einer farblosen Flüssigkeit gefüllt und steht über einen Zulaufkanal 23 mit einem Vorratsbehälter 25 in Verbindung. Die farblose Flüssigkeit ist mit der Tinte in der Kammer 3 nicht mischbar und weist einen Dampfdruck auf, der höher als der Dampfdruck der Tinte ist. Außerdem ist die farblose Flüssigkeit nicht spreitend auf der Tinte. Weiterhin steht die Erweiterung 4 in der Kammer 3 über einen Zulaufkanal 27 mit einem Tintenvorratsbehälter 29 in Verbindung.
• Wird der piezoelektrische Kristall 9 über die Leitungsdrähte 11 durch einen Impuls von der Steuereinrichtung 13 beaufschlagt, so zieht sich der Kristall 9 zusammen. Da dieser Kristall 9 mit der Membrane 5 fest verbunden ist, biegt sich die Membrane 5 nach innen durch, wodurch das Volumen in der Kammer 3 verkleinert wird. Hierdurch wird der Druck in der Kammer 3 derart erhöht, daß ein Tintentropfen aus dem Auslaßkanal 7 gestoßen wird. Der Flüssigkeitstropfen durchschießt hierbei die Flüssigkeitsschicht in der zweiten Kammer 19 und wird aus der Auslaßdüse 21 ausgestoßen, um schließlich auf einer Schreibfläche aufgebracht zu werden. Der Tintentropfen reißt beim Durchqueren der Flüssigkeit in der zweiten Klammer 19 Anteile der farblosen Flüssigkeit mit. Infolge von Nichtspreitung umschließt die farblose Flüssigkeit nicht den Tintentropfen. Ein hoherDampfdruck bewirkt, daß die Flüssigkeit nicht das Schreiben und das Erzeugen von Farbpunkten auf dem Papier beeinflußt.
• Die Größenanordnungen der Querschnittsflächen der Auslaßdüse 21 und des Auslaufkanals 7 sind während der Saugphase so abgestimmt, daß in die erste Kammer 3 nur Tinte und in die zweite Kammer 19 nur farblose Flüssigkeit gesaugt wird. Um ein Eindringen der farblosen Flüssigkeit in den Auslaufkanal 7 vorteilhaft zu verhindern, übernimmt z. B. der Piezokristall 16 mit dem Auslaufkanal 7 die Funktion einer Diode. In der Druckphase des elektromechanischen Wandlers 5, 9 liegt keine Spannung an dem Piezokristall 16, so daß sie für die Tinte einen minimalen Widerstand darstellt. Während der Rückschwingung des elektromechanischen Wandlers 5, 9 wird der Piezokristall 16 an Spannung gelegt, so daß sich der Durchlaßquerschnitt sBi-.
• nes Auslaufkanals 7 verkleinert. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, den Auslaufkanal 7 durch einen piezoelektrischen Schwinger gemäß den Figuren 2 und 3 abzuschließen.
• Zu diesem Zweck ist in der zweiten Kammer 41 ein als Absperrorgan ausgebildeter, piezoelektrischer Biegeschwinger 39 angeordnet, der den Auslaufkanal 35 und die Auslaßdüse 33 normalerweise abdeckt. Erhält dieser Biegeschwinger 39 über die Zuleitungen 43 einen Spannungsimpuls von der Steuereinrichtung 13, dann führt dieser eine Biegeschwingung in Pfeilrichtung 36 aus und gibt dabei den Auslaufkanal 35 und die Auslaßdüse 33 frei. der ausgelenkten Lage des Biegeschwingers 39 erhält der Piezokristall 9 einen Spannungsimpuls, der in der oben bereits beschriebenen Weise einen Tintentropfen durch den Auslaufkanal 35, die Flüssigkeit in der zweiten Sammer 41 und dann durch die Auslaßdüse 33 stößt. Kurz vor der Rückschwingung des Piezokristalls 9 und der Membrane 5 der Biegeschwinger 39 wieder den Auslaufkansi -35 und di Auslaßdüse 33 ab, so daß während der Saugphase in die erste Kammer 3 nur Tinte und in-die sweite Kammer 41 nur tErblo Flüssigkeit nachgesaugt werden kann. Beim Transport der Maschine dient der Biegeschwinger 39 gleichzeitig als Sicherungselement, da keine Flüssigkeit durch auftr$ende Schwingungen in den Flüssigkeitssäulen aus dem Auslaufkanal 35 und der Auslaßdüse 33 austreten kann.
• Um ein Heraussohleudern eines farblosen Flüssigkeitstropfens aus der Auslaßdüse 33 oder um eine Störung der Ejektion eines neuen Schreibtropfens beim Verschwenken des Biegeschwingers 39 zu vermeiden, weist die zweite Kammer 41 eine energieabsorbierende Wandung aus viskoelastischem Material auf. Das viskoelastische Material absorbiert im wesentlichen die beim Verschwenken des Biegeschwingers 39 auf die Flüssigkeit übertragene Energie. Die energieabsorbierende Anordnung ermöglicht eine störungsfreie und gleichmaßige Tropfenbildung.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Verhindern des Eintrocknens von Tinte in einem Spritzkopf eines Tintenspritz-Schreibwerkes, bei dem eine mit Tinte gefüllte Kammer einen Auslauf-, einen Zulaufkanel für die aus einem Vorratsbehälter kommende Tinte und eine Vorrichtung zum Erzeugen von kurzzeitigen Druckanstiegen in der Kammer aufweist d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Spritzkopf eine zweite Kammer (19) angeordnet ist, die über den Auslaufkanal (7) mit der ersten Kammer (3) in Verbindung steht, daß die zweite Kammer (19) eine mit dem Auslaufkanal (7) in einer Flucht liegenden Auslaßdüse (21) aufweist und mit einer farblosen Flüssigkeit gefüllt ist, welche auf der Schreibflüssigkeit nicht spreitbar ist und einen höheren Dampfdruck als der der Schreibflüssigkeit aufweist, daß die zweite Kammer (19) einen Zulaufkanal (23) für die aus einem Vorratsbehälter (25) korn mende farblose Flüssigkeit enthält und daß der Auslaufkanal (7) als Diode derart wirkt, daß sein Strömungswiderstand in der Saugphase von der zweiten Kammer (19) zur ersten Kammer (3) hin sehr groß ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Durchlaßquerschnitt des Auslaufkanals (7) in der Saugphase durch eine elektromechanische Wandlereinrichtung (13, 15. 16) verkleinerbar ist

3. Einrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die elektromechanische Wandlereinrichtung aus einem ringförmigen Piezokristall (16) besteht.

4. Einrichtung nach Anspruch 1,' d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein als Absperrorgan ausgebildeter, piezoelektrisoher Biegeschwinger (39) in der zweiten Kammer (41) angeordnet ist, der in der Druckphase aus dem Bereich des Auslaufkanal (35) und der Auslaßdüse (33) Schwenkbar ist

5. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die zweite Kammer (41) eine energieabsorbierende Wandung (37) aus vi8koelastisohem Material aufweist.