DE2657586B2 - Dämpfungseinrichtung für einen Düsendrucker, insbesondere für ein Tintenspritz-Schreibwerk - Google Patents

Description

Stand der Technik

Durch die deutschen Offenlegungsschriften 21 32 082 und 21 64 614 sind Vorrichtungen zum Spritzen von Flüssigkeitstropfen bekannt, bei denen einzelne Tropfen durch eine schlagartige Volumenverdrängung einer Flüssigkeitskammer aus einer Auslaßdüse gespritzt werden. Ein Spritzen von Tintentropfen ist bei diesen bekannten Anordnungen nicht mehr möglich, sobald Luft durch die Auslaßdüse in die Kammer eingesaugt wird. Aus diesem Grunde sind die Abmessungen der Kanäle und damit der Oberflächenspannung und die Kapillarkräfte der Flüssigkeit in der Auslaßdüse so zu wählen, daß keine Luft in das System eindringen kann und daß nur ein Nachsaugen aus dem Vorratsbehälter erfolgt Durch diese Maßnahme wird ein Einsaugen von Luft in den Spritzkopf beim Nachsaugen der ausgestoßeiien Flüssigkeitsmenge aus dem Vorratsbehälter vermieden. Wenn eine Maschine mit dem obengenannten bekannten Tintenspritzkopf zu einem andertn Arbeitsplatz oder vom Hersteller zum Kunden transportiert wird, so ist ein Strömen der Flüssigkeit

ι» zwischen dem Spritzkopf und dem Vorratsbehälter nicht zu vermeiden. Durch dieses Strömen der Flüssigkeit kann es vorkommen, daß Luft in die Kammer des als ventillose Pumpe arbeitenden Spritzkopfes eingesaugt wird. Dieses führt dazu, daß eine Benutzung der Maschine an einem anderen Arbeitsplatz oder beim Kunden nicht immer möglich ist. Aus diesem Grunde muß der Spritzkopf ausgetauscht oder zum Hersteller zum Nachfüllen geschickt werden.

Dieses Lufteinsaugen in die Flüssigkeitskammer wird durch den Gegenstand der deutschen Auslegeschrift

22 62 327 dadurch vermieden, daß ein Ventilraum mit einem Ventil in dem Zulaufkanal von einem Vorratsbehälter zum Spritzkopf angeordnet ist. Dieses Ventil ist über den Beträbsein- und -ausschalter betätigbar und sperrt den Zulaufkanal während des Transports. Bei Serial-Schreibwerken, bei denen die Spritzköpfe nicht bewegt werden, wird durch diese Maßnahme ein Lufteintritt in dis System vermieden. In Schreibwerken mit einem in Zeilenrichtung bewegten Tintenspritzkopf

)» kommt es zu Beschleunigungsstößen in der im Spritzkopf und in der Rohrleitung befindlichen Schreibflüssigkeit, die die Druck- und Kräfteverhältnisse in den Hohlräumen verändern, so daß der Schreibvorgang durch Lufteintritt unterbrochen wird. Die eingedrunge-

fi ne Luft muß durch Evakuieren in einer Vakuumanlage entzogen und der Tintenspritzkopf erneut mit Schreibflüssigkeit gefüllt werden.
Außerdem ist durch die deutsche Auslegeschrift

23 11 383 bereits eine Anordnung zum Reduzieren von •4(i Druckanstiegen und -abfallen in der Schreibflüssigkeit eines Tintenspritz-Schreibwerkes bekannt. Auch hierbei können zu beliebigen Zeiten auftretende Druckstöße mit Undefinierter Kurvenform durch eine aus Düse und Prallplatte bestehende Diode zwischen Zulaufkanal und

■π Tintenspritzkopf unterdrückt werden. Die bekannte Anordnung weist zwei hintereinander angeordnete Düse-Prallplatte-Systeme auf, wobei ein System noch eine bewegliche Membran hat, welche bei plötzlich auftretenden Druckstößen als Ventil wirksam wird. Um

"><> bei dieser bekannten Anordnung eine wirkungsvolle Dämpfung der plötzlich auftretenden Druckstöße zu erzielen, ist doch ein erheblicher technischer Aufwand erforderlich. Auch ist die bewegliche Membran dauernd Wechselbeanspruchungen ausgesetzt, wodurch ihre

"'■> Lebensdauer beeinträchtigt wird.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungseinrichtung für einen Düsendrucker zu

ho schaffen, durch die zu beliebigen Zeiten auftretende Druckstöße mit Undefinierter Kurvenform mit einfachen Mitteln zwischen dem Vorratsbehälter und dem Tintenspritzkopf sicher unterdrückt werden. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebe-

h'j ne Erfindung gelöst.

Vorteile
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden die

beim Beschleunigen und Abbremsen des Druckwerkschlittens, beim Transportieren der Maschine etc. auftretenden Druckstöße in dem Zulaufkanal zwischen dem Tintenvorratsbehälter und dem Tintenspritzkopf derart gedämpft, daß die Betriebssicherheit des Tintenspritz-Schreibwerkes immer gewährleistet ist Der erfindungsgemäße Gegenstand ermöglicht also eine wirkungsvolle Dämpfung und zeichnet sich durch einen leicht verständlichen Aufbau und durch seine robuste Arbeitsweise aus. Außerdem ist er auf kleinstem Raum unterzubringen. Nur bei plötzlich auftretenden erhöhten Druckstößen wird die erfindungsgemäße Vorrichtung derart wirksam, daß diese nicht auf die in dem Tintenspritzkopf vorhandene Tintensäule übertragen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist keine beweglichen Teile auf und ermöglicht daher eine lange Lebensdauer.

Erläuterung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend anhaid von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. leine schematische Darstellung eines längs der Druckzelle bewegbaren Wagens mit einem Tintenspritzkopf,

F i g. 2 eine erste Ausführungsform einer Tesla-Diode,

Fig.3 eine zweite Ausführungsform einer Tesla-Diode,

F i g. 4 eine zweite Ausführungsform einer Diode -nit einem diagonal angeordneten Verbindungskanal,

F i g. 5 a bis d verschiedene Ausführungsformen der Sacklöcher und

F i g. 6 eine Einzelheit aus F i g. 1.

In der Fig. 1 ist ein Spritzkopf 1 zum Erzeugen von Schriftzeichen aus Tintentröpfchen auf einem Aufzeichnungsträger 7 mit mehreren Spritzeinheiten dargestellt. Dieser Spritzkopf 1 ist auf einem Schlitten 2 fest angeordnet, welcher auf einer Achse 3 verschiebbar gelagert und mittels einer Gewindespindel 5 längs des Aufzeichnungsträgers 7 transportierbar ist. Die Gewindespindel 5 ist z. B. mittels eines Schrittmotors 9 antreibbar. Der Spritzkopf 1 ist über einen Verteiler 14 mit zwei flexiblen Schläuchen 11, 12 verbunden, welche über einen Verteiler 10 mit einem Vorratsbehälter 13 fließverbunden sind.

In der F i g. 6 ist ein Teilausschnitt des Spritzkopfes 1 aus der F i g. 1 dargestellt. Die in dem Spritzkopf angeordneten Tintenkammern 16 weisen einerseits Auslaßdüsen 18 auf und sind andererseits in bekannter Weise durch je eine elastisch ausgebildete Membran 19 abgedeckt. An diese Membran 19 ist ein als elektromechanisch^ Wandlereinrichtung ausgebildeter piezoelektrischer Kristall 21 angeschlossen, der zur Erzeugung von kurzzeitigen Impulsen dient. Die Kristalle 21 erhalten die Steuerimpulse über Leitungsdrähte V von einer Steuereinrichtung 25.

Der Verteiler 14 ist mit dem Tintenspritzkopf t über einen Zulaufkanal 27 verbunden, welcher in der Nähe seiner Einmündungsstelle in den Spritzkopf ein Fluidik-Bauelement 29 mit Diodenwirkung aufweist. Dieses Bauelement 29 kann gemäß F i g. 2 aus einem an sich bekannten Tesla-Ventil 31 bestehen. Werden beim Beschleunigen oder Abbremsen des Schlittens Druckstöße in der Flüssigkeitssäule in den Zuleitungen 11 und 12 erzeugt, so werden diese über den Verteiler 14 zwar

an die Flüssigkeitssäule in dem Zulaufkanal 27 weitergegeben. Diese in Pfeilrichtung 33 gemäß F i g. 2 gerichteten Druckstöße werden in dem Tesla-Ventil 31 derart gedämpf;, daß sie sich nicht negativ im Druckkopf 1 bemerkbar machen. Dieses Tesla-Ventil 31 ist so aufgebaut, daß die Tinte bei normalem Betriebszustand ungehindert hindurchströmen kann. Bei plötzlichen, zu beliebigen Zeiten auftretenden Druckstößen teilt sich der Strom derart, daß durch Zurückleitung eines Teilstromes der Hauptstrom durch den aufprallenden Gegenstrom gebremst wird. Der Flüssigkeitsstrom kann hierdurch teilweise oder auch ganz am Durchströmen gehindert werden. Dieses Tesla-Ventil 31 ist einfach in der Herstellung und kann z. B. aus Platten aufgebaut sein. Die einzelnen Strömungskanäle können hierbei in der Oberfläche einer Platte eingearbeitet sein. Dieses Tesla-Ventil 31 weist keine beweglichen Teile auf und ist daher für eine lange Lebensdauer geeignet

In der F i g. 3 ist eine andere Form eines Tesla-Ventils dargestellt. Die Leitung 35 zur Schreibeinheit zweigt hierbei unter einem stumpfen Winkel von der Verbindungsleitung 37 Vorratsbehälter-Schreibeinheit ab. Bei dieser Anordnung ist in dem Zulaufkanal 39 eine Erweiterung vorgesehen, in dem ein strömungsförmiger Körper 41 angeordnet ist Hierdurch wird der Reibungswiderstand für die Flüssigkeit beträchtlich erhöht, wodurch die Dämpfung noch wirkungsvoller wird. Der Querschnitt von a und b ist hierbei gleich dem Querschnitt von c.

In der F i g. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines als Dämpfungseinrichtung ausgebildeten Fluidik-Bauelementes 47 mit Diodenwirkung dargestellt. Hierbei sind der dem Verteiler 14 zugewandte Einlaßkanal 49 und der Auslaßkana! 51 des Bauelementes 47 durch einen um 45° geneigten Verbindungskanal 53 miteinander verbunden. Die Peripherie dieses Verbindungskanals 53 weist paarweise und im rechten Winkel zueinander angeordnete Sacklöcher 55/57, 59/61 und 63/65 auf, von denen die Sacklöcher 55, 59 und 63 in Fluchtrichtung zur Strömung im Einlaßkanal 49 liegen. Bei normalem und ungestörtem Betrieb strömt die Tinte ungehindert von dem Einlaßkanal 49 über den Verbindungskanal 53 zum Auslaßkanal 51 und damit zum Tintenspritzkopf 1. Gelangen Druckstöße in den Einlaßkanal 49 der Diode 47, so werden diese durch die Sacklöcher 55 bis 65 gedämpft. Die in die einzelnen Sacklöcher gelangenden Teilströme werden umgelenkt, welche dann den Hauptstrom derart abbremsen, daß sich die Druckstöße in dem Ausgangskanal 51 nicht mehr störend auswirken. Falls erforderlich kann die Dämpfungswirkung des Fluidik-Bauelementes 47 durch eine entsprechende Erweiterung der geschlossenen Enden der Sacklöcher noch weiter erhöht werden. Die Erweiterung kann gemäß F i g. 5b einen kreisförmigen, gemäß F i g. 5c einen elliptischen und gemäß F i g. 5d einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Hierdurch wird eine stärkere Wirbelstrombildung erzeugt, wodurch die Dämpfung und damit die Sperrwirkung des Bauelementes 47 noch größer wird.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Betriebssicherheit eines Tintenspritz-Schreibwerkes mit einfachen und billigen Mitteln ohne bewegliche Teile beträch.lieh erhöht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Dämpfungseinrichtung für einen Düsendrucker, insbesondere für ein Tintenspritz-Schreibwerk, mit einer Kammer, deren dem zu bedruckenden Papier zugewandtes Ende mit einer Auslaßdüse versehen ist, deren anderes Ende einen Zulauf für die aus einem Vorratsbehälter kommende flüssige Materie aufweist und deren Volumen durch von einem Erregersystem kurzzeitig erzeugte Druckstöße veränderbar ist, wobei der Zulaufkanal in der Nähe seiner Einmündungsstelle in den Spritzkopf ein Fluidik-Bauelement mit Diodenwirkung aufweist, das plötzlich auftretende Druckstöße mit Undefinierter Kurvenform zwischen dem Vorratsbehälter und dem Tintenspritzkopf dämpft, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluidik-Rauelement (29) ein Tesla-Ventü (31,43,45) vorgesehen ist

2. Dämpfungseinrichtung für einen Düsendrucker, insbesondere für ein Tintenspritz-Schreibwerk, mit einer Kammer, deren dem zu bedruckenden Papier zugewandtes Ende mit einer Auslaßdüse versehen ist, deren anderes Ende einen Zulauf für die aus einem Vorratsbehälter kommende flüssige Materie aufweist und deren Volumen durch von einem Erregersystem kurzzeitig erzeugte Druckstöße veränderbar ist, wobei der Zulauf kanal in der Nähe seiner Einmündungsstelle in den Spritzkopf ein Fluidik-Bauelement mit Diodenwirkung aufweist, das plötzlich auftretende Druckstöße mit Undefinierter Kurvenform zwischen dem Vorratsbehälter und dem Tintenspritzkopf dämpft, dadurch gekennzeichnet, daß Ein- (49) und Auslaßkanal (51) des Fluidik-Bauelements (47) durch einen um 45° gegen Ein- und Auslaßkanal geneigten Verbindungskanal (53) miteinander verbunden sind, in dessen Peripherie paarweise und im rechten Winkel zueinander angeordnete Sacklöcher (55, 57, 59, 61, 63, 65) münden, von denen die einen (55,50,63) in Richtung parallel zur Strömung im Einlaßkanal (49) liegen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (55,57,59,61,63,65) an ihrem geschlossenen Ende eine Erweiterung mit einem kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (55,57,59,61,63,65) an ihrem geschlossenen Ende eine Erweiterung mit einem elliptischen Querschnitt aufweisen.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (55,57,59,61,63,65) an ihrem geschlossenen Ende eine Erweiterung mit einem rechteckigen Querschnitt aufweisen.