DE2460573A1 - Vorrichtung fuer tintenstrahlschreiber zur versorgung von piezoelektrisch betriebenen schreibduesen mit schreibfluessigkeit - Google Patents
Vorrichtung fuer tintenstrahlschreiber zur versorgung von piezoelektrisch betriebenen schreibduesen mit schreibfluessigkeitInfo
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Description
Vorrichtung für Tintenstrahlschreiber zur Versorgung von piezoelektrisch betriebenen Schreibdüsen mit Schreibflüssigkeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Tintenstrahlschreiber zur Versorgung von piezoelektrisch betriebenen
Schreibdüsen mit Schreibflüssigkeit unter Verwendung einer Einrichtung zur Entfernung von in der Schreibflüssigkeit
mitgeführter Luft.
Bei Tintenstrahlschreibern mit piezoelektrisch betriebenen Schreibdüsen wird im allgemeinen aus einem Vorratsbehälter
Schreibflüssigkeit abgesaugt und einer Schreibdüse zugeführt. Bei dieser Schreibdüse handelt es sich meistens um
ein dünnes Röhrchen, das von einem röhrenförmigen Piezowandler umschlossen wird, der bei Erregung durch einen Spannungsimpuls
sich zusammenzieht. Die dabei entstehende Drucke welle treibt einen Tintentropfen aus der Düsenöffnung. Je
nach Art des verwendeten Systems wird entweder - wie bei einem Mosaikdrucker - mit mehreren Schreibdüsen geschrieben,
so daß die Tintentröpfchen direkt auf den Aufzeichnungsträger aufprallen, oder es wird - bei der Verwendung
von nur einer einzigen Düse - das Tintentröpfchen von einem starken elektrischen Feld geladen, beschleunigt und durch
eine Ablenkeinrichtung entsprechend dem Takt eines Zeichengenerators abgelenkt.
Um einen ungestörten Schreibbetrieb zu ermöglichen, ist es notwendig, Schwankungen der Konpressibilität der in der
Schreibdüse eingeschlossenen Flüssigkeit durch in der Schreibflüssigkeit enthaltene Lufteinschlüsse zu vermeiden.
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Diese eingeschlossenen Gasbläschen oder evtl. in der Schreibflüssigkeit enthaltener Schmutz führen zum Ausfall
der Düse. Das störende Gas kann dabei auf zweierlei Weise in die Schreibdüse gelangen und zwar -durch in der Schreibflüssigkeit
mitschwimraende Luftblasen oder durch die Düsenöffnung
bei Erschütterung der Schreibdüse.
Aus der Offenlegungsschrift 2 261 734 ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
bekannt, bei dem Tinte durch einen Tintenkanal aus einem Tintentank einer Düse zugeführt und aus
dieser zum Drucken ausgetrieben wird. Das Aufzeichnungsgerät besitzt eine Einrichtung zur Entfernung von in der
Tinte mitgeführten Luft, die aus einem auf einem ersten Tintenkanal angeordneten Zwischenbehälter besteht, der
über zumindest einem nach oben sich weitenden Teil verfügt, und bei dem an einer Bodenöffnung des Tintenzwischenbehälters
ein zweiter, Tinte der Düse zuleitender Kanal angeschlossen ist. Durch wechselseitiges Öffnen und Schließen
von drei an den Tintenleitungen angeordneten Ventilen und in Verbindung mit einem Luftauffangbehälter kann die in
der Tinte enthaltene Luft entfernt werden.
Aus der Offenlegungsschrift 2 262 106 ist ein Tintenbehälter
mit einem die Tinte aufnehmenden, flexiblen Tintensack für einen Tintenstrahlschreiber bekannt, der einen
mit Tinte gefüllten Verteiler besitzt, an dessen oberen Ende eine Luftblase eingeschlossen ist, die die Druckschwankungen
innerhalb des Verteilers reguliert. Dort sammeln sich auch die in der Tinte mitgeführten Luftbläschen.
Durch den Deckel des Verteilers kann das Tintensystem entlüftet werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung für Tintenstrahlschreiber zur Versorgung von piezoelektrisch
betriebenen Schreibdüsen mit Schreibflüssig-
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keit, mit der es in einfacher und kostengünstiger Weise
möglich ist, die in der Schreibflüssigkeit enthaltene Luft
zu entfernen bzw. das Eindringen von Luft oder Schmutz in die Schreibdüsen zu verhindern. Weiters soll die Vorrichtung
die Ausbreitung von Druckwellen innerhalb des Tintenversorgungssystems
und ein eventuelles Leerlaufen des Tintenversorgungssystems unterbinden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in der Tintenzuführung mindestens eine Kapillarfiltervorrichtung
angeordnet ist, die bei einer besonderen Ausführungsform über ein die Flüssigkeit elastisch aufnehmendes
Leitungsstück mit der Schreibdüse in Verbindung steht, und bei der in Flußrichtung der Schreibflüssigkeit vor
der Kapillarfiltervorrichtung ein Luftsammelbehälter angeordnet ist. .
Die Kapillarfiltervorrichtung einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht aus einem zur Kapillarwirkung
notwendigen, engmaschigen.Gitter und mindestens einem
damit verbundenen engen Leitungs stück,-
Die Erfindung hat den Vorzug, daß durch die Verwendung
einer Kapillarfiltervorrichtung - wie zB. einem Keramikfilter oder einem Filter aus gesintertem Chromnickelstahl die
in der Schreibflüssigkeit enthaltenen Luftblasen vor der Schreibdüse in einfacher, kostengünstiger Weise ausgefiltert
werden können. Gleichzeitig verhindert dieses Filtern ein Ausbreiten von Druckschwankungen innerhalb des Tintenversorgungssystems,
ein eventuelles Eindringen von Schmutz in die Schreibdüsen und im Störungsfall ein Leerlaufen des
Tintenversorgungssystems.
Durch die besondere Ausgestaltung der piezoelektrisch betriebenen Schreibdüse in Verbindung mit der Kapillarfil-
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tervorrichtung kann auf die zusätzliche Anordnung einer Pumpvorrichtung zum Transport der Schreibflüssigkeit verzichtet
werden. Das zwischen der Filtervorrichtung und der eigentlichen Schreibdüse angeordnete, die Schreibflüssigkeit
elastisch aufnehmende Leitungsstück dient dabei als Puffer. Dieses Leitungsstück kann in vorteilhafter
Weise aus einem festen, unnachgiebigen Steigrohr bestehen, in dem eine definierte Luftmenge eingeschlossen ist.
Neben dem Ausfiltern der in der Schreibflüssigkeit enthaltenen Luft und dem Dämpfen der-Druckwellen in der Schreibflüssigkeit
verhindert die Kapillarfiltervorrichtung zusätzlich in vorteilhafter Weise das Leerlaufen des Tintenversorgungssystems.
Da der Tintenvorratsbehälter sich unterhalb der Schreibdüse befindet und damit an der Schreibdüse
einen zum Schreibbetrieb notwendigen statischen Unterdruck hervorruft, würde das Tintenversorgungssystem im Störungsfall
automatisch leerlaufen. Ohne diese Kapillarfiltervorrichtung müßte dann das ganze Tintenversorgungssystem
neu entlüftet werden.
Außerdem erhöht die Kapillarfiltervorrichtung den Wirkungsgrad
der Schreibdüse insoweit, als beim Zusammenziehen des röhrenförmigen Piezowandlers die Schreibflüssigkeit hauptsächlich
in Richtung der Schreibdüsenöffnung verdrängt wird. Die Kompressionsenergie wirkt sich also bevorzugt in
Richtung der Schreibdüsenöffnung aus.
Bei einer anderen, hier nidht dargestellten Ausführungsform ist direkt hinter der Schreibdüse ein zweites Kapillarfilter
angeordnet. Dadurch ist es möglich, bei mechanisch besonders stark beanspruchten Schreibvorrichtungen einen sidieren
Schreibbetrieb zu garantieren.
Werden mehrere Schreibdüsen in einem Schreibkopf verwendet,
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um damit ähnlich wie beim Nadeldruck im Mosaikdruckverfahren
zu schreiben, erleichtert die Kapillarfiltervorrichtung die notwendige, ungestörte Ansteuerung jeder Einzeldüse. Die
Schreibdüsen können sich durch die beim Schreibbetrieb entstehenden Druckwellen nicht gegenseitig in nachteiliger Weise
beeinflussen.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Figur 2 eine schematische Darstellung mehrerer zu einem
Block zusammengefaßter Schreibdüsen.
Die gesamte, in Figur 1 dargestellte Vorrichtung ist auf einem Schreibwagen eines hier nicht dargestellten Tintenstrahlschreibers
montiert und wird mit Hilfe eines Antriebsmechanismus zeilenweise entlang dem zu beschreibenden Aufzeichnungsträger
bewegt.
Die eigentliche Schreibdüse 1 besteht aus einem Röhrchen, das aus Glas oder Kunststoff bestehen kann und von einem
röhrenförmigen Piezowandler 2 umschlossen ist, der sich im Takt eines hier nicht dargestellten Impulsgenerators verengt
und dabei Schreibflüssigkeit tröpfchenweise aus der Düsenöffnung austreibt. Da wegen des kleinen Pumpvolumens
des Piezowandlers evtl. darin eingeschlossene Luft, die über die Schreibflüssigkeit in die Schreibdüse gelangen
könnte, sofort zum Ausfall der Schreibdüse führt, ist es notwendig, durch eine Vorrichtung dafür zu sorgen, daß diese
Luft aus der Schreibflüssigkeit entfernt wird. Zu diesem Zweck befindet sich vor der Schreibdüse ein KapilLarfilter 4,
dessen einzelne kapillaren Durchmesser so klein sind, daß evtl. mitschwimmende Luftblasen oder Schmutz abgefangen und
die Luft in einem vorgeschalteten Luftsammler 5 gesammelt VPA 9/240/4120 - 6 -
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wird. Dieser Luftsammler 5 kann von Zeit zu Zeit über eine Entlüftungseinrichtung 6 entlüftet werden. Die Kapillaren
des Kapillarfilters 4 müssen aber so groß sein (ca. 3Ou), daß ein ungestörter Betrieb möglich ist und diese Kapillaren
nicht so schnell verstopfen.
Als Kapillarfilter eignen sich insbesondere gesinterter Chromnickelstahl, dessen einzelne Kavernen untereinander
in Verbindung stehen; poröses Keramikinaterial oder einfach
ein Gitter aus Stahl oder Kunststoff mit einer Maschenweite von ca. 3Ou und einem nachgeschalteten dünnen
Röhrchen. Dieses dünne Röhrchen hat dabei weiter die Aufgabe, Druckwellen aufzufangen und zu verhindern, daß sich
diese Druckwellen über die Kapillarfiltervorrichtung hinaus entweder in die eigentliche Schreibdüse oder in das
Versorgungssystem ausbreiten.
Zwischen dem Kapillarfilter 4 und der Schreibdüse 1 befindet sich ein die Schreibflüssigkeit elastisch aufnehmendes
Leitungsstück 7, das als Puffer zwischen dem Filter und der Schreibdüse dient und dabei Druckschwingungen in der
Schreibflüssigkeit ausgleicht.
Die gesamte Schreibvorrichtung wird über eine Leitung 8 aus einer Vorratsflasche 9 mit Schreibflüssigkeit versorgt.
Dabei sorgt die Schreibdüse 1 durch die Pumpbewegung des Piezowandlers für einen selbständigen Zulauf der
Schreibflüssigkeit, so daß eine besondere Pumpvorrichtung nicht notwendig ist. Durch eine in der Vorratsflasche 9
vorgesehene Handpumpe 10 kann bei Inbetriebnahme das Leitungssystem 8 bzw. die Schreibdüse 1 mit Schreibflüssigkeit
gefüllt werden. Durch diese Handpumpe wird außerdem bei evtl. auftretenden Störungen durch starke Erschütterungen,
bei denen Luft in die Schreibdüse gelangt ist, diese
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wieder mit Schreibflüssigkeit gefüllt.
Bei einer besonderen, in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mehrere Schreibdüsen
1 zu einem Block zusammengefaßt. Damit kann ähnlich wie bei einem Nadeldrucker mosaikartig geschrieben werden,
ohne spezielle elektrische Ablenkeinrichtungen zu benutzen. Die an den Schreibdüsen angebrachten Kapillarfilter 4 haben
dabei zusätzlich die Aufgabe, die gegenseitige Beeinflussung der Schreibdüsen untereinander zu verhindern, und ermöglichen
damit ein exaktes Ansteuern jeder einzelnen Schreibdüse.
7 Patentansprüche
2 Figuren
2 Figuren
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Claims (7)
1. Vorrichtung für Tintenstrahlschreiber zur Versorgung von
piezoelektrisch betriebenen Schreibdüsen mit Schreibflüssigkeit unter Verwendung einer Einrichtung zur Entfernung
von in der Schreibflüssigkeit mitgeführter Luft, dadurch geken n..z e i c h η e t, daß in
dem Tintenzuführungssystem/die Schreibdüsen mindestens eine Kapillarfiltervorrichtung (4) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarfiltervorrichtung (4)
über ein die Flüssigkeit elastisch aufnehmendes Leitungsstück (7) mit der Schreibdüse (1) in Verbindung steht und
daß in Flußrichtung der Schreibflüssigkeit vor der Kapillarfiltervorrichtung (4) ein Luftsammelbehälter (5) angeordnet
ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß unmittelbar vor der Eintrittsöffnung der Schreibflüssigkeit in die Schreibdüse
(1) eine zweite Kapillarfiltervorrichtung angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarfiltervorrichtung
(4) aus einem zur Kapillarwirkung notwendig engmaschigen Gitter und mindestens einem damit verbundenen
engen Leitungsstück besteht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Flüssigkeit elastisch
aufnehmende Leitungsstück (7) aus einem festen Steigrohr mit einer darin enthaltenen definiarten Luftmenge besteht,
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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 51 dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarfilter
(4) aus gesintertem Chromnickelstahl besteht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarfilter
(4) aus Keramikwerkstoff besteht.
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Leerseite
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