DE2455247C2

DE2455247C2 - Nozzle printer in inkjet writing mechanisms

Info

Publication number: DE2455247C2
Application number: DE19742455247
Authority: DE
Inventors: Sieghard 2940 Wilhelmshaven; Sicking Heinrich 2941 Grafschaft Müller
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: Olympia Werke AG
Filing date: 1974-11-22
Publication date: 1976-11-18

Description

Die Erfindung betrifft Düsendrucker der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art und bezweckt die Erhöhung deren Betriebssicherheit.The invention relates to nozzle printers of the type specified in the preamble of claim 1 and aims increasing their operational safety.

In der DTPS 21 64 614 ist ein Tintenspritzkopf dargestellt und beschrieben worden, der eine Kammer aufweist mit einem Auslaufkanal für die Tropfenbildung und einem Zulaufkanal für die aus einem Behälter kommende Tinte. Der Erzeugung kurzzeitiger Druckanstiege in der Kammer dient ein Keramikschwinger, der auf eine Membrane wirkt, durch die er gleichzeitig von der Tinte und der Kammer getrennt ist. Der Tintenzulauf mündet in den Bereich des Auslaufkanals in Form einer Vorkammer. Durch entsprechende Ausbildung des Auslaufkanals, des zwischen diesem und der Kammer befindlichen Verbindungskanals und des Zulaufkanals wird die in der Saugphase zurückweichende Tinte im Bereich der Düsenaustrittsöffnung des Auslaufkanals stabilisiert. Zur Vermeidung eines zu starken Zurückweichens des in dem Auslaufkanal gebildeten Tintenmcniskus sind zusätzliche kapillare öffnungen im Bereich eines jeden Auslaufkanals angeordnet und über die Vorkammer mit diesen fließverbunden. Hier hat sich nun gezeigt, daß Tinte in den kapillaren Öffnungen während der Druckphasc durch starkes Schwingen aus diesen austreten kann. Zudem stellen die zusätzlichen öffnungen Angriffszonen der den Spritzkopf umgebenden Atmosphäre dar, wodurch ein Austrocknen von Tinte, ein übermäßiger Tintenaustritt beim unsachgemäßen Bewegen des Schreibwerkes und ein Zutritt von Frcmdsioffcn und insbesondere von Gasen möglich ist. Diese Einrichtung weist insbesondere Bereiche au', in denen ein Tintenaustausch im Nicht-Betriebszustand und auch während der Druck- und Saugphuscn nicht < >5 erfolgt.An ink jet head is shown in DTPS 21 64 614 and has been described which has a chamber with an outlet channel for the formation of drops and an inlet channel for the ink coming from a container. The generation of brief increases in pressure A ceramic oscillator is used in the chamber, which acts on a membrane through which it is simultaneously removed from the Ink and the chamber is separate. The ink inlet opens into the area of the outlet channel in the form of a Antechamber. By appropriate design of the outlet channel between this and the chamber Located connecting channel and the inlet channel, the receding ink in the suction phase is in the Area of the nozzle outlet opening of the outlet channel stabilized. To avoid backing away too much of the ink muscle formed in the outlet channel are additional capillary openings in the area of each outlet channel and connected to it in flow via the antechamber. Here has It has now been shown that ink in the capillary openings during the printing phase is caused by strong vibrations this can escape. In addition, the additional openings provide attack zones for those surrounding the spray head Atmosphere, causing drying of ink, excessive leakage of ink when improper Moving the writing mechanism and access of air pressure and especially of gases is possible. This device has in particular areas in which an ink exchange in the non-operational state and not even during the pressure and suction phases > 5 occurs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Tinte in kritische Bereiche derartiger Sprii/.sysieme /u fuhrenThe invention is based on the object. Ink in critical areas of such sprii / .sysieme / u lead

zum Regenerieren der dort stehenden.to regenerate those standing there.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens nach Anspruch 1. Hierbei macht die Erfindung sich einer Einrichtung des Patentvorschlages P 24 33 510.2 zunutze. In der hier beschriebenen Einrichtung ist in einer Versorgungskammer ein Heizsystem zum Aufheizen der Tinte eingebracht, wodurch Gasblasen aus der Tinte ausgeschieden werden, bevor die Tinte dem Spritzsystem zugeführt wird.The object is achieved by the features of the characterization according to claim 1. The invention makes here a facility of the patent proposal P 24 33 510.2 benefit. In the facility described here A heating system is installed in a supply chamber to heat the ink, creating gas bubbles be eliminated from the ink before the ink is delivered to the injection system.

Die Vorteile der Erfindung sind dadurch gegeben, daß die in den Hohlräumen des Spritzsystems eingelassene Tinte auch über eine lange Nicht-Spritzphase für einen nachfolgenden Spritzvorgang frisch gehalten wird. Ausgeschiedene Gase werden von frischer Tinte aufgesogen. Die Anspritzzeit nach längeren Spritzpausen wird verringert, da vorheriges versuchsweises Spritzen auf einen dann nicht mehr verwendbaren Aufzeichnungsträger entfällt. Darüber hinaus hat sich ein wesentlicher und den technischen Fortschritt mitbegründender Effekt darin gezeigt, daß Tinte durch die Erhöhung des Tintenangebotes in der Saugphase über den Ausgleichskanal zugeführt wird, wodurch der Meniskus in dem Auslaufkanal früher stabilisiert wird als bisher und ein Rückschlagen von nachgezogener Luft aus der Atmosphäre verhindert wird. Das gilt auch für den Fall, daß der Ausgleichskanal in die Pumpenkammer geleitet ist.The advantages of the invention are given in that the embedded in the cavities of the spray system Ink kept fresh for a subsequent spray process even after a long non-spray phase will. Excreted gases are absorbed by fresh ink. The injection time after longer breaks is reduced, since previous experimental spraying onto a recording medium that can then no longer be used not applicable. In addition, an essential and the technical progress co-founding Effect shown that ink by increasing the ink supply in the suction phase over the compensation channel is supplied, whereby the meniscus is stabilized in the outlet channel earlier than so far and a blowback of air drawn in from the atmosphere is prevented. This also applies to in the event that the compensation channel is passed into the pump chamber.

An Hand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung erläutert werden.The invention is to be explained using an exemplary embodiment.

Der Düsendrucker in der Figur weist eine Kammer 2 auf. deren eine Seite durch eine Membrane 6, die einen Keramikschwinger 5 trägt, begrenzt ist und die diesem Ende entgegengesetzt in einen Auslaufkanal 3 zur Tropfenbildung übergeht. Die Kammer 2 weist einen sich im Bereich der Membrane 6 erweiternden Hohlraum (Pumpenkammer 1) für die Tintenversorgung und für das Durchbiegen der Membrane 6 bei Beaufschlagen des Keramikschwingers 5 au.^c. Ein hier erzeugter Druckstoß pflanzt sich durch die Kammer 2 in Richtung auf den Austrittskanal 3 fort und führt dort zur Tropfenbildung. In der Saugphase, dem Zeitraum nach dem Abschalten eines an den Keramikschwinger 5 gelegten Spannungsimpulses bis zur selbsttätig sich einstellenden Ruhestellung der Membrane 6, zieht sich die Tinte in dem Auslaufkanal 3 zurück und bildet hier einen Meniskus gegen die Atmosphäre. Die Tinte wird durch die kapillare Ausbildung des Auslaufkanals in diesem stabilisiert; ein weiteres Fließen von Tinte wird somit verhindert. Derartige Spritzsysteme weisen kritische Bereiche auf, die zu einem Versagen des Spritzsystems führen können. In langer anhaltenden Zeiten des Nichtspritzens besteht insbesondere in den kapillaren Bereichen im Auslaufkanal 3, in der Pumpenkammer 1 und im Zulaufkanal 4 die Möglichkeit des Ausscheidens von Gasen und in allen Bereichen des Spritzsystems die Ausscheidung von Farbpartikeln aus kolloidaler Tinte. Während der Saugphase besteht die Gefahr, daß der Tintenmeniskus infolge des Druckausgleichs zwischen dem Spritzsystem und der Atmosphäre zu weit in den Auslaufkanal 3 zurückweicht und somit Luft in das Sprit/system eindringt. Neben der in der Figur dargestellten Möglichkeit des Tintenzuflusses sind aus der Technik auch solche Düsendrucker bekannt, bei denen der Zulaufkanal 4 /ur Ergänzung abgegebener Tinte in den Aush'.iifkanal 3 mündet. Auch diese Düsendrucker weisen die obengenannten kritischen Bereiche auf, die im allgemeinen dem Mündungsbereich des Tintenzulaufk.inals 4 ontlornt zu liegen. In der Figur sind zweiThe nozzle printer in the figure has a chamber 2. one side of which is delimited by a membrane 6 which carries a ceramic oscillator 5 and which, opposite this end, merges into an outlet channel 3 for the formation of droplets. The chamber 2 has a cavity (pump chamber 1) widening in the area of the membrane 6 for the ink supply and for the bending of the membrane 6 when the ceramic oscillator 5 is applied. ^c . A pressure surge generated here propagates through the chamber 2 in the direction of the outlet channel 3 and leads to the formation of droplets there. In the suction phase, the period after a voltage pulse applied to the ceramic oscillator 5 is switched off until the membrane 6 is in the automatically resting position, the ink withdraws in the outlet channel 3 and forms a meniscus against the atmosphere. The ink is stabilized in this by the capillary design of the outlet channel; further flow of ink is thus prevented. Such spray systems have critical areas that can lead to failure of the spray system. In long periods of non-spraying, especially in the capillary areas in the outlet channel 3, in the pump chamber 1 and in the inlet channel 4, there is the possibility of excretion of gases and in all areas of the spray system the excretion of color particles from colloidal ink. During the suction phase there is a risk that the ink meniscus will recede too far into the outlet channel 3 as a result of the pressure equalization between the spray system and the atmosphere and thus air will penetrate into the fuel system. In addition to the ink inflow option shown in the figure, nozzle printers are also known in which the inflow channel 4 opens into the discharge channel 3 to replenish the dispensed ink. These jet printers also have the above-mentioned critical areas, which are generally located on the mouth area of the ink inlet inals 4. In the figure are two

Mündungsbereiche 7. 7' für den Tintenzulaufkanai 4 eingetragen.Mouth areas 7, 7 'for the ink supply channel 4 entered.

Weiterhin zeigt der Düsendrucker eine Heizeinrichtung 12, durch die Tinte erwärmt, wird, die aus dem Rohranschluß 10 des Zulaufes und einer Zwischenkammer 13 über den Zulaufkanal 4 in das Spritzsystem und hier im Bereich des Druckerzeugers 5,6 zjgefüh. ι wird. Über eine Regeleinrichtung entsprechend dem bereits angeführten Patentvorschiag 24 33 510.2 wird die Temperatur der Tinte auf einen Wert eingestellt, der weit oberhalb der Umgebungstemperatur liegt. Es ist vorgesehen, auch mit erwärmter Tinte zu spritzen. Der Zulaufkanal 4 kann dann, ohne durch das Kühlsystem 14 geführt zu sein, direkt in das Spritzsystem führen. Das Spritzsystem dieses Düsendruckers ist überbrückt durch einen Ausgleichskanal 11, der über eine Kapillare 15 in den Auslaufkanal 3 mündet. Der \usgleichskanal 11 wird durch die Kühleinrichtung J4 in die Zwi.schenkammer 13 geführt. Durch die abgekühlte Tinte in dem Auslaufkanal wird erwärmte Tinte aus der Zwischenkammer 13 in den Zulaufkanal 4 und somit in das Spritzsystem gedrückt, so daß für den Fall des Aufheizens der Tinte im Nicht-Betriebszustand ein Tintenfluß, wenn auch in geringster Größe, gewährleistet ist. Das Drucken selbst wird nur unwesentlich beeinflußt. Für die Saugphase, also während des Zurückführen^ der Membrane 6 in ihre Ruhelage, kann entgegen dem vorher aufgezeigten Tintenfluß in dem Ausgleichskanal 11 Tinte aus diesem in dem Auslaufkanal 3 abgesogen und der Tintenmangel in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden. Es versteht sich, daß die Mündungsbereiche des Ausgleichskanals 11 in das jeweils zur Verfügung stehende Spritzsystem und in die Tintenversorgung den Fließbedingungen angepaßt sein müssen, um einerseits den Impuls der Tropfenbildung nicht zu beeinflussen und andererseits eine Vorzugsrichtung für geringfügige Tintenbewegung in dem Ausgleichskanal zu bewirken. So ist es für den Mündungsbereich des Ausgleichskanals 11 in das Spritzsystem möglich, Dioden bzw. die Kapillare von der Mündung er. iernt in den Ausgleichskanal 11 zu legen, um so den Tintenraum im Mündungsbereich zu vergrößern.Furthermore, the nozzle printer shows a heater 12, by means of which the ink is heated, which is emitted from the Pipe connection 10 of the inlet and an intermediate chamber 13 via the inlet channel 4 into the spray system and here in the area of the pressure generator 5.6 zjgefüh. ι will. The temperature is set via a control device in accordance with the patent proposal 24 33 510.2 already cited the ink is set to a value that is well above the ambient temperature. It is intended also spray with heated ink. The inlet channel 4 can then, without passing through the cooling system 14 lead directly into the spray system. The spray system of this nozzle printer is bridged through a compensation channel 11 which opens into the outlet channel 3 via a capillary 15. The equalization channel 11 is passed through the cooling device J4 into the intermediate chamber 13 led. As a result of the cooled ink in the outlet channel, heated ink is released from the intermediate chamber 13 pressed into the inlet channel 4 and thus into the spray system, so that in the event of heating the ink in the non-operating state an ink flow, even if in the smallest size, is guaranteed. The Printing itself is only marginally affected. For the suction phase, so during the return ^ the Membrane 6 in its rest position can, contrary to the previously indicated ink flow in the compensation channel 11 Ink is sucked out of this in the outlet channel 3 and the lack of ink compensated in an advantageous manner will. It goes without saying that the opening areas of the compensation channel 11 are available in each case standing spray system and in the ink supply must be adapted to the flow conditions on the one hand not to influence the impulse of the drop formation and on the other hand a preferred direction for minor ones To cause ink movement in the compensation channel. So it is for the mouth area of the compensation channel 11 possible in the spray system, diodes or the capillary from the mouth he. Learns to place in the compensation channel 11 so as to reduce the ink space in the mouth area to enlarge.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims: ^

1. Nozzle printer in ink spray and similar ink on a surface transferring writing works with spray systems from a chamber with an outlet channel for ink delivery, an ink inlet for replenishing ink dispensed from an ink supply and a pressure generator for the ink outlet, characterized in that the ink inlet (4, 10) a heating station (12, 13) is introduced for heating the ink to a temperature that can be set via a control circuit, that a cooling device (14) which lowers the ink -uf ambient temperature is introduced through which a compensation channel (11) is carried out , which is between ^{the ink inlet and an area (7, 7 1} ) of the spray system remote from the mouth area of the inlet channel (4).

2. Nozzle printer according to claim 1 with the inlet channel opening into the area of the pressure generator, characterized in that the compensation channel (11) opens into the outlet channel (3).

3. Nozzle printer according to claim 1 with the inlet channel opening into the area of the outlet channel, characterized in that the equalizing channel (11) opens into the pump chamber (1).