DE2708924A1 - Tintenstrahlschreiber - Google Patents
TintenstrahlschreiberInfo
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Description
GOULD INCORPORATED
1. März 1977 Gzg/goe
Tintenstrahlschreiber
Die Erfindung betrifft allgemein Tintenstrahl-Schreibgeräte und insbesondere ein Tintenstrahl-Schreibgerät, das zur Verwendung
bei X-Y- und Streifenschreibern oder ähnlichen graphischen Tischinstrumenten geeignet ist.
Nicht-berührende Schreibvorrichtungen, die Schreibspuren erzeugen,
indem Tintentröpfchen gegen das zu beschreibende Medium geschleudert werden, sind als sogenannte Tintenstrahlgeräte bekannt. Eine
Klasse derartiger Vorrichtungen sind die Impuls-Tintenstrahler, bei denen Tintentröpfchen infolge einet* elektrischen Signals oder
mit einer Geschwindigkeit, die von einer Signalfrequenz bestimmt wird, abgeschleudert werden. Vorrichtungen dieser Art sind in dem
US-Patent Nr. 3,683,212 vom 8. Aug. 1972 und den zugehörigen
Ausscheidungs-Patenten Nr. 3,8Mo,758; 3,857,o49 und 3,9o2,o83
offenbart und beansprucht.
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Die Anpassung eines Tintenstrahl-Schreibgerätes an den sich bewegenden
Schreibkopf eines X-Y-Schreibers bringt einige besondere Probleme mit sich, die sich daraus ergeben, daß die Zufuhr der
i'inte zum Tintenstrahl erfolgen muß, ohne daß das Schreibpapier
visuell verdeckt wird und ohne den Antriebsmechanismus, zum Antrieb der Vorrichtung entlang der zwei gesteuerten Achsen zu
stören. Darüber hinaus sprechen moderne X-Y-Schreiber auf hohe Geschwindigkeiten an, so daß die Schreibvorrichtung bei hohen
Beschleunigungs- und Verzögerungskräften einwandfrei arbeiten muß. Bei Impuls-Tintenstrahlschreibgeräten sollen derartige Beschleunigungen
nicht dazu führen, daß die Tinte abgeworfen wird, wenn kein Steuersignal vorhanden ist.
Impuls-Tintenstrahlschreibgeräte weisen noch ein anderes Problem auf, dessen Lösung weitere Schwierigkeiten mit sich bringt, wenn
das Gerät an einen X-Y-Schreiber angepaßt werden soll. Um zu vermeiden, daß eine Druckimpuls-Rückstrahlung die nachfolgende Tintentröpfchenformation
stört, und dadurch zu gewährleisten, daß von Jedem im Prüfsignal über den gesamten Ansprechbereich ein
einzelnes, einheitliches Tröpfchen erzeugt wird, kann zur Energie-Absorption eine viscoelastische Rohrleitung mit der Tropfenformröhre
verbunden werden, wie dies in dem US-Patent Nr« 3,832,579
vom 27. Aug.1974 offenbart ist.
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Obwohl die Rohrleitung und das Tropfenform-Röhrchen einen Durchmesser
aufweisen, bei dem eine Kapillarwirkung auftritt, wird eine relativ große Rohrlänge, in der Größenordnung von 15 cm
(6 inches) benutzt, um Druckimpulsrückstrahlungen zu vermeiden. Indem so unabhängig von der Frequenz einheitliche Tröpfchen erzeugt
werden, wird das Erzeugen einer einheitlichen Schreibspur über eine genaue Frequenzmodulation erleichtert. Eine deartige
Frequenzmodulation ist in der US-Patentanmeldung Ser.Nr. 639,6M
der Anmelderin vom 11. Dez. 1975 offenbart und beansprucht. Die Anordnung dieses Aufbaues in der räumlichen Begrenzung und bei
den Betriebskräften eines X-Y-Schreibers bringt ein weiteres Problem bei der Anpassung eines Impuls-Tintenstrahlschreibgerätes
an diese Anmeldung mit sich.
Es ist ein wesentliches Ziel der Erfindung, die obengenannten Probleme zu lösen und ein Impuls-Tintenstrahlschreibgerät zu
schaffen, das zur Verwendung bei X-Y-Schreibern geeignet ist.
Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, ein Schreibgerät der obengenannten Art zu schaffen, das sauber arbeitet, wobei ein
klares Ansprechen auf die !frequenz aufrechterhalten wird, wenn es
bei hoher Geschwindigkeit betrieben wird und wenn es starken Beschleunigungs- und Verzögerungsstoßen unterworfen ist.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Gerät der obengenannten
Art zu schaffen, das zum Schreiben in einer Ebene, die sich von der Horizontalen zur Vertikalen ändert, angeordnet werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Gerät der obengenannten
Art zu schaffen, das einfach im Aufbau und trotzdem wirtschaftlich in der Herstellung und im Betrieb ist.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines X-Y-Schreibinstruments,
das das erfindungsgemäße Schreibgerät verkörpert;
Fig. 2 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht des Tintenstrahlschreibgerätes
der Pig. Ij
Fig. 3 einen stark vergrößerten vertikalen Schnitt des Gerätes der Fig. Ij
Fig. 4 einen weiteren vergrößerten Teilschnitt des Düsenabschnit-
- tes des Tintenstrahlschreibgerätes der Fig. 3j und
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-A-
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Fig. 5 einen teilweisen Schnitt, der eine andere Ausgestaltung
der in Fig. 2 dargestellten Deckel-Entlüftungsöffnung zeigt.
Die Erfindung ist in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausgestaltungen
beschrieben, wobei es verständlich ist, daß die Erfindung durch diese Ausgestaltungen nicht eingeschränkt werden
soll. Im Gegenteil, es sollen alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen bestimmt
ist, umfaßt werden.
Bezugnehmend auf die Zeichnung ist in Fig. 1 der Schreibtisch eines X-Y-Schreibers 10 dargestellt, auf dem ein Blatt Schreibpapier
11 befestigt ist. Eine Schreibvorrichtung 12, die die Erfindung verkörpert, ist auf einem Kopf 13 befestigt, der entlang
einer Achsenstange 14 bewegt werden kann. Die Achsenstange 1Ί
ihrerseits ist zur Bewegung senkrecht zu ihrer Längsausrichtung über den Tisch und damit das Schreibpapier 11 angeordnet. Die
Schreibvorrichtung 12 ist so angeordnet, daß sie eine Linie auf das Papier schreibt, wenn die Stange I1I und der Kopf 13 auf der
Stange bewegt werden. Der Fachmann erkennt, daß ein Signal mit zwei X-Y-Komponenten von dem Schreiber Io aufgezeichnet wird, wobei
eine Komponente die Stange I1I und die andere Komponente den Kopf
13 auf der Stange antreibt.
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. 27Q892A
Die Schreibvorrichtung ist von der Art, wie sie in dem obengenannten
US-Patent Nr. 3,683,212 offenbart ist, und weist ein eine öffnung bildendes Glied 21 in Form einer Glasröhre auf,
mit einem eingeschnürten unteren Ende 22, das von einem piezoelektrischen Umformer 23 umgeben ist, der, wenn er durch einen
von Leitungen 24 Übermittelten elektrischen Impuls erregt wird, einen Tropfen Tinte aus der öffnung des unteren Röhrenendes 22
ausstößt. Indem Tintentröpfchen mit einer Geschwindigkeit, die der Geschwindigkeit der Vorrichtung 12 über das Schreibpapier
proportional ist, ausgestoßen wird, wird eine fortlaufende einheitliche Linie gezogen. Systeme zur Modulation der Ausstoßgeschwindigkeit
der Tintentröpfchen sind in der genannten US-Patentanmeldung Nr. 639,644 offenbart. Die Röhre 21 und der Umformer
23 sind in einer zylindrischen Umhüllung 25 befestigt, in dem .Material, wie ein Silikonpolymer 26 eingebracht wird, und
die Röhre 21 wird senkrecht zur Bewegungsebene der Vorrichtung durch die Umhüllung 25, die in einem Gehäuse 27 befestigt ist,
gehaltert, wobei letzteres in dem Kopf 13 befestigt ist. Das Gehäuse 27 dient als Tintenreservoir für die Schreibvorrichtung
Um ein Kriechen der Tinte aus der Ausstoßöffnung am unteren Röhrenende
22 zu vermeiden, wenn überdruck im Gehäuse 27 entwickelt wird, ist das Ende 22 mit einem Anti-Feuchtigkeitsmaterial 28
(s. Fig. 4) wie Tetrafluoräthylen beschichtet.
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Um ein besseres Verständnis der dargestellten Ausgestaltung und der dadurch bedingten Probleme zu geben, ist festzustellen, daß
ein moderner X-Y-Schreiber in der Lage ist, seinen Schreibkopf mit Geschwindigkeiten bis zu 5o inches (127 cn) pro Sekunde anzutreiben,
wobei Beschleunigungskräfte bis zu einer Größe von 10 G1S erzeugt werden. Bei einer praktischen Ausführungsform
weist die öffnung der Schreibröhre 21 etwa 2 bis 3 mils (5-8ooo-stel
Zentimenter) auf, und der Durchmesser des Gehäuses 27 ist nur annähernd 1/2 inch (1,3 cm). Ein mögliches Problem wird dadurch
vermieden, daß die Röhre. 21 senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung gehalten wird, so daß die hohen Beschleunigungskraft·? nicht so
wirken, daß die Tinte in der Röhre durch die die Tröpfchen bil-,.
dende öffnung geschleudert werden.
ErfindungsgemSß bildet das Gehäuse 27 eine zylindrische Kammer
31, die die Tinte enthält, und eine viskoelastische Rohrleitung 32 ist so angeschlossen, daß sie nach der Röhre 21 hin offen ist,
wobei sie durch die Umhüllung 25 geführt und innerhalb und gegen die Wände der Kammer 31 gewunden ist. Vorzugsweise ist die Rohrleitung
in der Größenordnung von 6 inches (15 cm) lang, gemäß der Lehre des oben erwähnten US-Patents Nr. 3,832,579. Die Kammer
wird durch einen dichtenden Deckel 33 verschlossen, der einen ringförmige Dichtung 31· umfaßt, um ein Herausfließen der Tinte
zu vermeiden, und eine Entlüftungsöffnung 37, um eine Unter-
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icr
brechung des Tintenflusses durch die Schreibvorrichtung 12 infolge
Vacuumwirkung zu verhindern. Die Entlüftungsöffnung 37
besteht aus einem Stöpsel aus luftporösem, keine Feuchtigkeit aufplastischem
nehmenden/Material,wie Tetrafluoräthylen. Die Rohrleitung 32 weist einen kapillaren Durchmesser auf und ist schraublinienförmig von nahe der Oberseite der Kammer 31 hinunter zum Kammerboden gewunden, so daß das offene Ende 38 der Rohrleitung nahe dem untersten Punkt der Tintenquelle angeordnet ist und dadurch im wesentlichen alle Tinte in der Kammer durch die Röhre 21 geliefert wird.
nehmenden/Material,wie Tetrafluoräthylen. Die Rohrleitung 32 weist einen kapillaren Durchmesser auf und ist schraublinienförmig von nahe der Oberseite der Kammer 31 hinunter zum Kammerboden gewunden, so daß das offene Ende 38 der Rohrleitung nahe dem untersten Punkt der Tintenquelle angeordnet ist und dadurch im wesentlichen alle Tinte in der Kammer durch die Röhre 21 geliefert wird.
'Um die'Rohrleitung 32 zu hemmen und ihre-Schraublinien gegen
Beschleunigungskräfte aufrechtzuerhalten, ist ein Paar nachgiebiger Bänder in Form von U-förmigen Federn 35 und 36 innerhalb der
Rohrleitungswicklungen zusammengedrückt, so daß die Wicklungen gegen die zalindrische Wand der Kammer 31 nach außen gedrückt
werden,so daß die schraublinienförmige Form der Rohrleitung 32
auch unter Beschleunigungskräften aufrechterhalten wird. Die Federn 35 und 36 sind rechtwinklig zueinander angeordnet.
Obwohl eine relativ große Länge der Rohrleitung 32 benutzt wird,
- groß bezüglich der Größe der damit verbundenen Teile - weil die Rohrleitung in einem einheitlichen Durchmesser gewunden ist, werden
Beschleunigungskräfte auf die Tinte in der Rohrleitung,unab-
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hängig davon in welcher Richtung sie wirken, im wesentlichen ausgeglichen,
mit Ausnahme eines kurzen Stückes 32a der Leitung, das sich beinahe radial von der Umhüllung 25 zur Wand der Kammer
31 erstreckt. Bei der dargestellten Ausgestaltung ist die Länge dieses Rohrleitungsabschnittes 32a nur etwa IM inch (ο,6 cm).
Man kann errechnen, daß bei einer öffnung der Röhre 21 von 2 mils (5ooo-stel Zentimenter) der Meniskus der Tinte an der öffnung
eine Tintensfiule in der Röhre 21 und der damit verbundenen Rohrleitung
32 in der Größenordnung von etwa 15 inches (33 cm) tragen kann. Das bedeutet, daß die Schreibvorrichtung 12 bei einer Länge
der Rohrleitung in der die Tinte nicht ausbalanciert ist,·von etwa
1/4 inch (ο,6 cm) theoretisch einer Beschleunigungskraft von
60 G wiederstehen kann, ohne daß Tinte abgeschleudert wird, das
ist weit mehr, als die wirklichen Kräfte bei einem typischen X-Y-Schreiber betragen.
Vorzugsweise ist die Entlüftungsöffnugn 37 zu einer Kante des Deckels hin angeordnet, in Fig. 2 rechts, so daß sie nahe beim
obersten Teil der Anordnung liegt, wenn die Schreibvorrichtung 12, wie in Fig. 2 dargestellt, im Gegen-Uhrzeigersinn um einen
Winkel bis zu 90° gedreht wird.
Die Vorrichtung kann daher so angeordnet werden, daß sie in Ebenen schreibt, die sich von der Horizontalen zur Vertikalen
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ändern. Eine alternative Form der Entlüftungsöffnung ist in Pig. 5 dargestellt, wobei die Teile, die den oben beschriebenen
ähneln, dieselben Bezugszeichen aufweisen, mit dem Unterschied, daß ein a_ hinzugefügt ist. So ist ein Deckel 33a für das Gehäuse
27a vorgesehen, mit einer Entlüftungsöffnung 37a in Form eines kurzen Rohres, das sich durch den Deckel erstreckt und dessen unteres
Ende durch Prallplatten abgeschirmt ist, die ein schalenförmiges Glied 1Il und eine Platte k2 aufweisen. Die Entlüftungsöffnung
37a ist wie die Entlüftungsöffnung 37 gegen den Teil hin
angeordnet, der den obersten Teil der Anordnung bilden würde,
wenn die Vorrichtung 12 gedreht wird, um in einer vertikalen Ebene zu schreiben.
Es ist nun ersichtlich, daß die Schreibvorrichtung 12 einen X-Y-Schreiber
schafft, bei dem ein äußersttompakter Schreibkopf vorliegt,
wodurch der Schreiber alle Vorteile eines Tintenstrahlschreibgerätes
aufweist. Obwohl ein Tintenreservoir, das einen Teil einer Schreibvorrichtung bildet, davon getragen wird, ist
die Anordnung der Teile so, daß Beschleunigungskräfte die gesteuerte Erzeugung von Tintentröpfchen nicht davon berührt wird. Der
Fachmann erkennt auch, daß der Aufbau sehr einfach und geradlinig ist, wodurch eine wirtschaftliche Herstellung und Wartung erreicht
wird.
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Vorstehend wurde ein Tlntenstrahl-Geröt beschrieben, das in einen
Tintenreservoir angeordnet ist, um eine selbstgehaltene Schreibvorrichtung für ein X-Y- und Streifen-Schreiber und graphische
Tischschreiber zu schaffen, wobei der Tintenstrahl mit einem Stück einer Energie absorbierenden Leitung verbunden ist, die in
dem Reservoir in Wicklungen angeordnet ist, um die Beschleunigungswirkungen der Tinte möglichst gering zu halten; die Leitung
ermöglicht es, daß der Tintenstrahl über seinen gesamten Ansprechbereich
auf die Antriebs-Impulsgeschwindigkeit sehr schnell anspricht.
7098U/0627
L e e r s e i t e
Claims (4)
1. Tintenstrahl-SchreibgerSt, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, das eine zylindrische Kammer bildet,
die angepaßt ist für eine Bewegung senkrecht zur Achse der Kammer, eine röhrenförmige Umhüllung, die im wesentlichen
auf der Mittellinie der Kammer befestigt ist und eine öffnung
aus der Kammer bildet, eine Tintenstrahl-Anordnung, die in der öffnung befestigt ist und ein eine Mündungsöffnung bildendes Glied .aufweist und einen Umformer, um Tintentröpfchen
von diesem Glied durch die Mündungsöffnung herauszuschleudern, eine viskoelastische Rohrleitungsöffnung in die Kammer,
die durch die Umhüllung führt und die über einen bestimmten Abschnitt in der Kammer Windungen bildet, und Mittel, um die
Kammer zur Versorgung mit Tinte zu öffnen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,
daß die öffnung im Boden der Kammer vorgesehen 1st und die Umhüllung sich von der öffnung zu einem
Punkt nahe dem oberen Ende der Kammer erstreckt, und daß der Leitungsabschnitt sich vertikal durch die Umhüllung erstreckt
und von nahe der Oberseite der Kammer hinunter bis nahe zum Boden der Kammer schraublinienförmig gewunden ist.
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ORIGINAL INSPECTED
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein nachgiebiges Band in den Windungen der Rohrleitungen zusammengedrückt ist und die Windungen
nach außen gegen die Wände der Kammer drückt.
4. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammer an einem Punkt gegen eine Seitenkante hin belüftet ist, wobei ein Auslaufen der Tinte
durch die Belüftungsöffnung vermieden v/ird und wodurch gewährleistet wird, daß die Vorrichtung in einer vertikalen
Ebene schreiben kann, indem die Verrichtung so gedreht wird, daß die Entlüftungsöffnung sioh nahe dem obersten Teil der
Anordnung befindet.
7098U/0B27
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