DE2457643A1 - Abdeckung von duesenaustrittsoeffnungen eines spritzkopfes fuer ein tintenspritz-schreibwerk - Google Patents

Description

• Abdeckung von Düsenaustrittsöffnungen eines Spritzkopfes für ein Tintenspritz-Schreibwerk Die Erfindung betrifft eine Abdeckung von Düsenaustrittsöffnungen eines Spritzkopfes für ein Tintenspritz-Schreibwerk der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
• 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 soll in den Auslaßdüsen des Tintenspritzkopfes nichts aus ihr auskristallisieren. Aus dem zuletzt ge nannten Grunde war es z. B. bislang kaum möglich, Tinte auf stark wässeriger Basis einzusetzen, da diese zu leicht austrocknen und dadurch bei längeren Arbeitspausen durch auskristallisierende Farbstoffe zu Verstopfunge der feinen Düsen führen.
• Stand der Technik Durch TBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 14, Nr. 3, August 1971, Beite 914 ist eine Tintenspritzvorrichtung bekannt, bei der der Aufzeichnungsi;räger während des Spritzvorganges durch Luftstrom auf Abstand zu dem Spritzkopf gehalten wird. Nach Abschalten der Einrichtung wird der Luftstrom zwangsläufig unterbrochen, s@ 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 darauf folgenden Spritzvorgang Auch ist durch die deutsche Auslegeschrift 2 321 273 eine Ab deckeinrichtung für den Tintenspritzkopf bekannt, wobei die Kappe die Austrittsöffnungen bei abgeschalteter Maschine verschli @ßt. Durch diese Anordnung werden die austrittsöffnungen zwar @on der umg@benen Luft abgeschlossen, aber es ist noch ein kleines Luft@@lu@en zwischen den Austrittsöffnungen und der Kappe vorhanden@ Hierdurch lassen sich Oxydationsvorgänge in der Tinte der Austrittsdüsen sowohl im Betriebszustand als auch im Nicht@etri@b@zustand nicht ganz vermeiden.
• Aufßahe Der E@findung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit von Tintenspritzvorrichtungen zu erhöhen. Hierbei soll vor allen Dingen gewährleistet sein, .aß möglichst keine Oxydationsvorgäage in der Tinte der Austrittsdüsen stattfinden. Weiterhin soll eine Verschmutzung der Düsenaustrittsöffnungen durch Staubpartikel vermieden werden, Diese Aufgabe wird mit der im Patent anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung gelöst.
• Vorteile Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die Betriebssicherheit der Tintenspritzvorrichtungen beträchtlich erhöht. Ein Austrock-@en der Tinte in den Düsenaustrittsöffnungen und ein Verschmutzen dieser Dii'senaustrittsöffnungen wird insbesondere während des Nichtbetriebazustandes vermieden. Durch die e Gegenstände der An sprüche 6 und 7 werden Oxydationsvorgänge in der Tinte der Düsenaustrittsöffnungen sowohl im Betriebs zustand als auch im Nicht@etriebszustand vermieden da Sauerstoff von der Tinte e ferngehalten wird und Helium inaktiv ist. Ebenso wird ein Verschmutzen der Düse@austrittsöffnungen vermieden.
• Erläuterung der Erfindung Die Erfindung wird anhand von drei Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen erläutert, wobei erfindungsunwesentliche Teile weggelassen werden. Es zeigen: :!?ig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine Einzelheit aus Figur 1, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel und Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel.
• In Figu@ 1 ist ein Spritzkopf 1 zum Erzeugen von Schriftzeichen aus Tinteatröpfchen auf einem Aufzeichnungsträger 3 mit mehrere Schreibeinheiten dargestellt, c)er auf einer Achse 5 verschiebbar gelagert und mittels einer Gemindespindel 7 längs des Auf@eichnungsträgers 3 transportierbar ist. Die Gewindespindel 7 ist z. B. mi@tels eines Schrittmotors 9 antreibbar.
• Selbstverständlich it es auch möglich, den Spritzkopf 1 fest anzuordnen und den Aufzeichnungsträger 9 entsprechend zu transportieren.
• Der Spritzkopf 1 weist dem Aufzeichnungsträger 3 gegenüberliegende Däsenaustrittsöffnungen 11 auf, aus denen einzelne Tintentröpfchen in bekannter Weise ausgestoßen werden. Da die Tröpfchenerzeuger erfindungsunwesentlich sind, werden diese nicht näher beschrieben. Derartige Tropfenerzeugungsvorrichtungen sind z. B. Cegenstand des deutschen Patentes 2 164 614. In der Ruhestellung steht der Spritzkopf 1 in der in der Figur 1 gestrichelt dargestellten Lage, in der die Düsenaustrittsöffnungen 11 durch eine Kappe 13 @bgedeckt sind. Diese Kappe 13 weist eine Aussparung 17 auf, die größer ist als der Bereich der Düsenaustrittsöffnungen 11. Damit die aus Gummi oder Kunststoff bestehende Kappe 13 die Düsenaustrittsöffnungen 11 gasdicht gegenüber der Umgebungs@uft abschließt, wird diese (13) durch Federkraft gegen die Stirnfläche« 15 des Spritzkopfes 1 gedrückt. Zu diesem Zweck ist die Kappe 13 auf einem federnd ausgebildeten Arm 19 fest angeordnet, der.leicht vorgespannt ist, siehe Figur 2. Die Kappe 13 und der Spritzkopf weisen abgeschrägte Flächen 21, 23 auf, durch d1e die Kappe 13 beim Zurückschieben des Spritzkopf es 1 in seine Ausgangslage gemäß der gestrichelten Lage in Figur 1 gegen Federkraft verschwenkt wird. Andererseits mündet in die Aussparung 17 der Kappe 13 ein Kanal 25, der über einem Zulaufkanal 2@ mit einem Druckbehälter 29 mit einem gasförmigen Medium z. B. Helium in Wirkverbindung steht. Zwischen der Kappe 13 und dem Heliumvorratsbehälter 29 ist ein Ventil 31 angeordnet, das über eine Steuervorrichtung 33 steuerbar ist. Mit dieses; Steuervorrichtung 33 steht außerdem ein Ventil 35 in Verbindung, c.as in einem Zulaufkanal 37 zwischen dem Vorrats behälter 29 und dem Tintenspritzkopf 1 angeordnet ist. Der Zulaufkanal 3? ist über ein Verbindungsstück 39 mit einem Kanal 41 in dem Spritzkopf 1 verbunden, wobei dieser Kanal 41 eine unterbalb der Düsenaustrittsöffnungen 11 angeordnete Austrittsöffnung 43 a@fweist. Diese Austrittsöffnung 43 ist derart in der Stirnfläche 15 des Spritzkopfes 1 angeordnet und auÇgebil det, daß das von dem Vorratsbehälter 29 kommende und über das Ventil 35 gesteuerte Helium beim Austreten aus der Austrittsöffnung 43 so herausgeführt wirds daß es alle mit Tinte gefüll ten Düsenaustrittsöffnungen 11 überstreicht. Die Geschwindigkeit des austretenden Heliums ist so gewählt, daß ein dünner He@ liumfilm die Tinte in den Düsenaustrittsöffnungen 11 gegenüber der Umgebungsluft abschirmt.
• Die Ventile 31 und 35 in den Zulaufkanälen 27 und 37 werden über die Steuervorrichtung 33 so gesteuert daß das Ventil 33 nur im Nichtbetriebszustand der Maschine und das Ventil 35 nur im Betriebszustand geöffnet ist Allerdings sind beide Ventile 31 und 35 während des Zusammenführens der Kappe 13 und des Spritzkopfes 1 und dem Abheben derselben kurzzeitig geöffnet.
• Hierdurch wird gewährleistet. daß die Aussparung 17 bereits mit Helium gefüllt istS wenn die Kappe 13 in Schließstellung gebracht wird.
• Dadurch, daß Helium die Düsenaustrittsöffnungen 11 stets von der Umweltluft abdeckt, wird die Gasaufnahme der wässerigen Tinte stark reduziert. Das Lösungsvermögen von Helium in wässerigen Lösungen ist nämlich ge@inger als das Lösungsvermögen von Wasser. Oxydationsvorgänge in der Tinte der Düsenaustrittsöffnungen 11 werden weitgehend vermieden, da Helium inaktiv ist und Sauerstoff fernhält. Weiterhin wird ein Verschmutzen der Düsenaustrittsöffnungen 11 ausgeschaltet. Ebenso werden die Umrandungen der Düsenaustrittsöffnungen 11 durch das strömende Gas trockengehalten, wodurch eine Bildung von Feuchtigkeitsinseln um die Düsenaustrittsöffnungen 11 vermieden werdeno Die Grenzflächenspannung der wässerigen Lösung wird gegenüber den be kannten Anordnungen erhöht, da durch das Überstreichen des Heliums die Oberfläche der wässerigen Lösung ständig erneuert wird und eine frisch gebildete Oberfläche eine höhere Oberflächen.
• spannung aufweist als eine gealterte Oberfläche. Aufgrund dieser höheren Oberflächenspannung tritt die Flüssigkeitssäule in den Düsenaustrittsöffnungen 11 in der Saugphase nicht so weit zurück, wie bei einer niedrigen Oberflächenspannung. Die BetriebssicherE;eit des Spritzkopfes 1 wird also beträchtlich 3rc höht.
• In Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein Spritzkopf 45 auf einem Schlitten 47 angeordnet ist welcher auf einer Achse 49 gelagert und mittels einer Gewindespindel 51 längs des Aufzeichnungsträgers 50 transportierbar ist.
• Die Gewindespindel 51 ist z. B. mittels eines Schrittmotors 53 antreibbar. Die Düsenaustrittsöffnungen 55 sind in der Ausgangslage des Spritzkopfes 45 (strichpunktierte Darstellung) durch eine Xappe 56 mit einer Aussparung 57 gasdicht verschlossene Die Aussparung 57 ist hierbei größer als der Bereich der Düsenaustrittsöffnungen 55 und ist mit einer magnetischen Flüssigkeit z. B, init einer magnetischen Tinte ausgefüllt. Die magnetische Flüssigkeit ist mit der Tinte nicht mischbar und chemisch inaktiv. Um die magnetische Flüssigkeit in der Aussparung 57 zu halten, ist die rappe 56 mit einem Magneten 60 verbunden. Die Kappe 56 und der Magnet 60 sind mit einem freien Ende einer fest eingespannten Blattfeder 58 verbunden, weiche über ein Verbind dungsglied 62 und einer Steuereinrichtung 64 in Arbeitsstellung und wieder in Außerbetriebsstellung bringbar ist. Beim Abschalten der Maschine wird der Spritzkopf 45 in die strichpunktierte Lage und die Kappe 56 mit der Stirnfläche 46 des Spritzkopfes 45 über die Steuervorrichtung 64 zur Anlage gebracht. Der Rand 66 der aus Kunststoff oder Gummi bestehenden Kappe 56 schließt die Düsenaustrittsöffnungen 55 gasdicht von der Umgebungsluft ab. Da der Innenraum der Aussparung 57 auch keine Luft aufweist, können nach dem Schließvorgang keine Oxydationsvorgänge der Tinte in den Düsenaustrittsöffnungen 55 mehr stattfinden.
• Die magnetische Tinte in der Aussparung 57 verhindert also ein Austrocknen und ein Austreten der Tinte in den Düsenaustrittsöffnungen 55. Auch kann während des Transports des Tintenspritz-Schreibwerkes keine Tinte aus den Düsenaustrittsöffnungen 55 heraustreten. Die erfindungsgemäße Kappe 56 dient also gleichzeitig als Transporteicherung. Der Magnet 60 kann übrigens aus einem Dauermagneten bestehend Die Betriebssichsrheit von Tintenspritzköpfen kann gemäß Figur 4 auch dadurch erhöht werden, daß die Frontplatte 71 des Spritz kopfes 73 durch eine auf dieser spreitbaren Flüssigkeit abgedeckt wird. Die spreitbare Flüssigkeit weist gegenüber der Tinte einen niedrigen Dampfdruck bei Raumtemperatur auf. Der Spritzkopf 73 ist zu diesem Zweck auf einem längs eines Aufzeichnungsträgers 77 auf Achsen 79, 81 verschiebbaren Träger 83 um einen Drehpunkt 85 verschwenkbar angeordnet. Auf dem Träger 83 ist ein Schwenkhebel 87 schwenkbar gelagert, der an seinem freien Ende gabelförmig ausgebildet ist Dieses gabelförmig ausgebildetes Ende des Schwenkhebels 87 umfaßt einen Zapfen 89 an dem Spritzkopf 73. Weiterhin ist der Schwenkhebel 87 mit einer Steuervorrichtung 91 verbunden, durch die der Spritzkopf 73 aus der Ar beitslage gemäß Figur 4 in den Nichtbetriebszustand (strichpunktierte Lage schwenkbar ist Hierbei schließt der Spritz kopf 73 einen Kontakt 93, der über Leitungen 94 einen Steuerbefehl an die Steuervorrichtung 95 abgibt. Die Steuervorrichtung 95 wiederum betätigt eine Pumpe 97, welche über eine Zulaufleitung 99 und einem Zulaufkanal 101 im Spritzkopf 73 eine geringe Menge spreitbarer Flüssigkeit aus der Öffnung 103 in der Frontplatte 71 herausdrückt, Die herausgedrückte Flüssigkeit spreitet auf der waagerecht angeordnsten Stirnfläche 71 des Spritzkopfes 73 aus und deckt die Diisenaustrittsoffnungen 75 durch einen Schutzfilm ab. Die Bildung dieses Schutzfilmes ist möglich, da die Grenzflächenspannung der spreitbaren Flüssigkeit kleiner als die der Tinte ist, Im Nichtbetriebszustand wird al so ein Austrocknen der Tinte und eine Verschmutzung der Düsenaustrittsöffnungen 75 mit einfachen und billigen Mitteln ver mieden. Die spreizbare Flüssigkeit zum Abdecken der Düsenaus trittsöffnungen ist übrigens mit der Tinte auch nicht mischbar und chemisch inaktiv.
• Über die Steuervorrichtung 95 wird auch ein Ventil 96 in einer Zulaufleitung 98 der Tinte vom nicht dargestellten Tintenvorratsbehälter zum Spritzkopf 73 geschaltet,., Dieses Ventil 96 wird im Nichtbetriebszustand des Spritzkopfes 73 erst geschlossen, wenn die Pumpe 97 die gewünschte Menge spreitbarer Flüssigkeit aus der Öffnung 103 in der Frontplatte 71 herausgedrückt worden ist.
• Im Nichtbetriebszustand des Spritzwerkes wird der Zufluß der Tinte zum Spritzkopf 73 gesperrte Hierdurch wird ein Austreten von Tinte aus den Düsenaustrittsöffnungen 75 beim Transport des Spritzwerkes verhindert. Wenn der Spritzkopf 73 in die Arbeitsstellung gemäß Figur 4 gebracht wird, dann ist das Ventil 96 wieder geöffnet.
• Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt alle Abd.ecknngen der Düsen austrittsöffnungen von Tintenspritzköpfen mit flüssigen oder gas förmigen Medien, welche mit der Tinte keine chemischen Reaktionen durchführen. Gleichzeitig sind die flüssigen Medien mit der Tinte nicht mischbar und gasförmige Medien überschreiten keine obere Grenze an Löslichkeit in der Tinte. Weiterhin ist es möglich, die Austrittsöffnungen im Betriebszustand durch strömendes Medium und im Nichtbetriebszustand durch die o. g. Kappe mit der magnetischen Flüssigkeit abzudecken.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Abdeckung von Düsenaus'trittsöffnungen eines Spritzkopfes für ein Tintenspritz-Schreibwerk, insbesondere während des Nicht betriebszustandes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Düsenaustrittsöffnungen durch ein flüssiges Medium abdeckbar ist, welches mit der Tinte nicht mischbar und chemisch inaktiv ist oder durch ein gasförmiges Medium, welches chemisch inaktiv ist und sich nur minimal in der Tinte löst.

2. Abdeckung nach Anspruch 1 t d a d u r c h g e k e n n æ e i c h n e t , daß das. flüssige Medium aus einer magnet tischen Flüssigkeit besteht, die mit der Tinte in dem Spritzkopf nicht mischbar ist.

3. Einrichtung zum Abdecken der Düsenaustrittsöffnungen des Spritzkopfes nach Anspruch 2, wobei die Dii4senaustrittsöff zungen durch eine Kappe mit einer Aussparung, die größer ist als der Bereich der Düsenaustrittsöffnungen, gasdicht abschließbar sind, und wobei eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, durch die die Kappe und der Spritzkopf beim Nichtbetriebazustand des Schreibwerkes in Schließstellung bringbar und bei Betriebszustand voneinander abhebbar sind, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aussparung (57) mit magnetischer Flüssigkeit ausgefüllt ist, welche durch einen mit der Kappe (56) verbundenen Magneten (60) in dieser Aussparung (57) gehalten wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Magnet (60) aus einem Dauermagneton besteht.

5. Abdeckung nach Anspruch 1. d a d u r c h g e k e n as z e i c h n e t , daß das gasförmige Medium aus Helium besteht

6. Einrichtung zum Abdecken der Düsenaustrittsöffnungen des Spritzkopfes nach Anspruch 59 wobei die Düsenöffnungen durch eine Kappe mit einer Ausaparung, die größer ist als der Bereich der Düsenaustrittsöffnungen, gasdicht abschließbar sind, und wobei eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, durch die die Kappe und der Spritzkopf bei Nichtbetriebszustand des Schreib werkes in Schließstellung bringbar und bei Betriebszustand voneinander abhebbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in die Aussparung (17) eine Zulauf leitung (25) mündet die über ein steuerbares Ventil (31) mit einem Heliumvorratsbehälter (29) verbunden ist.

7. Einrichtung zum Abdecken der Düsenaustrittsöffnungen des Spritzkopfes nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Frontplatte (15) des Spritzkopfes (1) neben den Düsenau'strittsöffnungen (11) für die Tinten tröpfchen eine weitere Öffnung (43) einer Zulaufleitung (41, 39) aufweist, die derart angeordnet und über ein steuerbares Ventil (35) mit einem Heliumvorratsbehälter (29) derart veb bunden ist, das der aus der Öffnung (43) austretende Gasstrom eine Querschnittsfläche abgibt, die groß genug ist, um den Bereich der Düsenaustrittsöffnungen (11) für die Tintentröpfchen abzudecken.

8. Einrichtung zum Abdecken der Düsenaustrittsöffnungen des Spritzkopfes nach Anspruch 6 und 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Ventil (31) in der Zulaufleitung (27) zu der Aussparung (17) und das Ventil (35) in der Zulaufleitung (37) zum Spritzkopf (1) über eine Stau ervorrichtung (33) derart steuerbar sind, daß beide Ventile (31, 55) während des Zusammenführens der Kappe (13) und des Spritzkopfes (1) und beim Abheben derselben geöffnet sind, daß das Ventil (35) in der Zulaufleitung (37) zum Spritzkopf (1) nur bei Betriebszustand und daß das Ventil 31) in der Zulaufleitung (27) zu der Ausaparung (17) nur im Nichtbetriebszustand geöffnet ist.

9. Abdeckung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i o h n e t , daß das flüssige Medium aus einer auf der Frontplatte (71) des Spritzkopfes (73) und der Tinte spreitbaren Flüssigkeit besteht, die gegenüber der Tinte einen niedrigen Dampfdruck bei Raumtemperatur aufweist.

10. Einrichtung zum Abdecken der Düsenaustrittsöffnungen des Spritzkopfes während des Nichtbetriebszustandes, der in Spritzstellungen und aus diesem in eine Ruhestellung führbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i ¢ h n e t daß die Düsenaustrittsöffnungen (75) des Tintenspritzkopfes (73) in der Ruhephase durch eine Steuervorrichtung (91) in die waagerechte Lage schwenkbar angeordnet sind, und daß bei diesem Schwenkvorgang eine Einrichtung (91, 97) betätigbar ist, durch die ein Tropfen des flüssigen Mediums auf die Frontplatte (71) des Spritzkopfes (73) bringbar list, wobei der Flüssigkeitstropfen über die Frontplatte (71) spreitet und damit die einzelnen Düsenaustrittsöffnungen (75) abdeckt.