DE2722244C3

DE2722244C3 - Strömungsdruckregler

Info

Publication number: DE2722244C3
Application number: DE2722244A
Authority: DE
Inventors: Francis James Morgan Hill Perry; Anthony San Jose Vesci
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1980-03-13
Also published as: GB1561322A; DE2722244B2; US4089007A; JPS596405B2; IT1115464B; FR2353095B1; FR2353095A1; BR7703230A; CA1054061A; JPS52143393A; DE2722244A1

Description

Die Erfindung betrifft eine im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Art einer Vorrichtung zur Zweipunkt-Steuerung einer zu einem Tintenstrahldruckkopf strömenden Flüssigkeit.

Tintenstrahldrucker erfordern einen relativ hohen Tintendruck und eine relativ niedrigere Flußgeschwindigkeit der Tinte. Bei einem derartigen Tintenstrahldrucker (USA-Patentschrift 33 73 437) wird eine elektrisch leitfähige Tinte mit Druck aus einer Reihe von Düsen ausgestoßen und in gleiche Tröpfchen aufgelöst, die durch eine zugeordnete Ladeelektrode wahlweise aufgeladen werden. Die Ladeelektroden sind in einer Reihe in Übereinstimmung mit der Düsenreihe und von der letzteren beabstandet angeordnet, so daß die Tintenströme sie passieren müssen. Die Tropfen passieren hierauf ein elektrostatisches Ablenkfeld, wodurch jeder Tropfen um eine Entfernung abgelenkt wird, die von der Größe seiner Ladung abhängt. Die Tropfen können binär aufgeladen werden, so daß die ungeladenen Tropfen nicht abgelenkt werden und jenseits des Ablenkfeldcs auf dem zu bedruckenden Papier aufschlagen, während die aufgeladenen Tropfen w> abgelenkt werden und in eine Autfangblende gelangen.

Die in einem derartigen Tintenstrahldrucker verwendeten Düsen haben beispielsweise einen Durchmesser von 0,2 mm. Obwohl bis zu 100 oder mehr Düsen verwendet werden, ist der Gesamtdurchfluß immerhin *>' noch sehr gering. Die für derartig niedrige Durchflußgeschwindigkeiten üblicherweise verwendeten Vorrichtungen stellen sogenannte Rückschlagventile dar. So wird beispielsweise in der USA-Patentschrift 37 61 953 ein System beschrieben, das einen Drucktank aufweist, dessen Einlaß größer ist als sein Auslaß, wodurch ein Auffüllen des Tankes verursacht wird, so daß die Tinte gegen eine Menbran oder ein Ventil mit Druck gepreßt wird Der gegenüberliegenden Seite der Membran wird Luft mit einem regulierten Druck zugeführt, wodurch die Membran so lange abdichtet, solange der Druck der Tinte innerhalb des Gefäßes niedriger ist als der der Luft Die Einlaßgeschwindigkeit der Tinte ist größer als die Auslaßgeschwindigkeit, so daß ab einem gewissen Punkt der Druck der Tinte innerhalb des Gefäßes den Luftdruck übersteigt, wodurch die Membran oder das Ventil zum Druckabfall geöffnet wird.

Die Schwierigkeiten mit einem derartigen Rückschiagventil bestehen darin, daß nur der Maximaldruck reguliert wird und daß der Druckabfall beim öffnen des Ventiles relativ plötzlich erfolgt Dieser plötzliche Druckabfall muß dann kompensiert werden durch andere gesteuerte Druckregulatoren oder Entspannungskammern. Deshalb werden derartige Ventilanordnungen sehr aufwendig, wenn die Flußgeschwindigkeit wie bei Tintenstrahldruckern sehr gering ist.

Es ist die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, eine Vorrichtung zur Zweipunkt-Steuerung einer zu einem Tintenstrahldruckkopf strömenden Flüssigkeit so auszubilden, daß sie bei niedrigen Flußgeschwindigkeiten weich arbeitet.

Die die Erfindung ausgestaltenden Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema eines eine Vorrichtung zur Zweipunkt-Steuerung aufweisenden Flüssigkeitsleitungssystems eines Tintenstrahldruckers und

F i g. 2 eine Vorrichtung zur Zweipunkt-Steuerung in schaubildlicher Darstellung.

Die Pumpe 10 liefert über die Leitung 11 Tinte unter einem relativ hohen Druck. Die Leitung 11 ist mit dem Einlaß 12 des Mündungsblockes 13 verbunden. Der Einlaß 12 ist an ein T-Stück 14 angeschlossen, das die Tinte einer einstellbaren Drossel 16 und einer Leitung 17 zuführt. Die Leitung 17 ist mit dem Magnetventil 18 verbunden, das seinerseits mit der Leitung 19 in Verbindung steht. Die Leitung 19 ist über den Einlaß 20 des Mündungsblockes 13 mit der einstellbaren Drossel 22 verbunden. Die Ausgänge der Drosseln 16 und 22 stehen über das T-Stück 24 miteinander in Verbindung und versorgen über den Auslaß 25 die Leitung 27. Die Leitung 27 ist mit dem Druckkopf 30 eines Tintenstrahldruckers und mit dem Druckfühler 32 verbunden. Der letztere ist mit dem Magnetventil 18 über die Leitung 33 elektrisch verbunden.

In einem Alternativaufbau befinden sich das Magnetventil 18 und die Leitungen 17 und 19 innerhalb des Mündungsblockes 13. Als weitere Alternative kommt eine Ausführung ohne Mündungsblock 13 in Frage, bei der die einstellbaren Drosseln 16 und 22 und das Magnetventil 18 durch geeignete Leitungen miteinander verbunden sind.

Es wurde als vorteilhaft gefunden, die einstellbare Drossel 22 stromabwärts nach dem Magnetventil 18 anzuordnen, um den Schaltstoß der Ventilwirkung herabzusetzen.

Die Pumpe 10 erzeugt einen Druck von 5,6 at und der für den Tintenstrahldruckkopf erforderliche Druck beträgt ungefähr 1,12 at. Um diese Zustände zu

erreichen, wird die einstellbare Drossel 16 so eingestellt, daß während des Durchflusses von Tinte durch dieselbe zum Druckkopf 30 der Druck auf der Leitung 27 1,12 at oder geringfügig geringer (z. B. um 0,007 at geringer) ist Bei diesen Druckverhältnissen ist das Magnetventil 18, das den Durchfluß durch die einstellbare Drossel 22 steuert, geschlossen.

Zu diesem Zeitpunkt ist der Druckfühler 32 so eingestellt, um einzuschalten und auf der Leitung 33 ein Signal zu erzeugen als Folge eines Druckabfalles auf 1,12 at und zur Beendigung des genannten Signales aufgrund eines Druckanstieges auf 1,13 at Ein Signal auf der Leitung 33 erregt das Magnetventil 18, um Tinte in die Leitung 19 und zur einstellbaren Drossel 22 zu lassen. Das Megnetventil 18 ist federbelastet so daß nach Beendigung des Signals auf der Leitung 33 das Ventil schließt und so einen Fluß durch die einstellbare Drossel 22 verhindert

Unter Annahme, daß das Magnetventil 18 geschlossen ist fließt Tinte von der Pumpe 10 aus nur durch die einstellbare Drossei 16 zum Druckkopf 30. Der Druck auf der Leitung 27 wird deshalb allmählich auf 1,12 at absinken, d. h, auf den minimalen Arbeitsdruck. Wenn eine weitere Druckverminderung eintritt, sendet der Druckfühler 32 ein elektrisches Signal auf der Leitung 33, damit das Magnetventil 18 öffnet und der Tinte gestattet wird, durch die einstellbare Drossel 22 zu fließen. Der zusätzliche Fluß wird allmählich ein Anheben des Druckes in der Leitung 27 verursachen. Die Geschwindigkeit dieses Druckanstieges kann verändert werden durch Verstellung einer Einstellschraube, welche die Größe der einstellbaren Düse 22 bestimmt. Die Drosselöffnung der einstellbaren Drossel 22 kann größer oder kleiner als die der einstellbaren Drossel 16 sein oder von derselben Größe. Somit bestimmt die Größe den Bereich der Einstellung der Druckzunahmegeschwindigkeit. Bei Tintenstrahldrukkern ist für den Strahlstart eine kurze Anstiegszeit erwünscht.

Die Einstellung der einstellbaren Drossel 16 wirkt wie eine Steuerung der Geschwindigkeit, mit welcher der Ausgangsdruck abnimmt.

Nach dem Erreichen des Maximalaruckes von 1,13 at beendet der Druckfühler 32 die Abgabe des Signales auf der Leitung 33 und gestattet so der Feder, das Magnetventil 18 zu schließen, wodurch der Tintenfluß durch die einstellbare Drossel 22 abgeschnitten wird.

Eine nachfolgende Veränderung in der Tinte, welche die Strahlgeschwindigkeit die Viskosität der Tinte, die Filterbeschränkung, die Temperatur usw. beeinflussen kann, ist kompensierbar durch Veränderung der Druckgrenzen am Druckfühler 32 durch ein Signal von einer periodisch wirkenden Meßeinrichtung 40 für die Tintengeschwindigkeit auf der Leitung 41. Als eine Alternative kann das Magnetventil 18 direkt ausgeschaltet werden durch einen anderen Druckfühler, der

ίο konstant wirkt und die Charakteristik der Flüssigkeit wie die Stromgeschwindigkeit die in Beziehung zum Tintendruck steht, abfühlt

Der Mündungsblock 13 besitzt an seinem Einlaß 12 und seinem Auslaß 25 Gewinde und ebenso besitzen die Endabschnitte der Leitungen 17,19 Gewinde 45 und 46. Der Einlaß 12 und der Auslaß 25 sind durch die Durchgangsbohrung 47 miteinander verbundea Das T-Stück 14 verbindet die Durchgangsbohrung 47 mit dem Gewinde 45 durch die Querbohrung 48. In ähnlicher Weise verbindet das T-Stück 24 die Querbohrung 47 mit dem Gewinde 46 durch die Bohrung 49. Die Durchgangsbohrung 47 durchquert die Sackbohrung 50, in welcher der einstellbare Stift 51 mit Paßsitz gelagert ist. In ähnlicher Weise mündet in die Querbohrung 49 die Sackbohrung 52, in welcher der einstellbare Stift 53 mit Paßsitz gelagert ist

Die Gewinde in den Endabschnitten der Querbohrungen 48,49 und in der Durchgangsbohrung 47 dienen zur üblichen Verbindung von Rohrleitungen mit dem

jo Mündungsblock 13. Es können jedoch auch andere geeignete Verbindungseinrichtungen, beispielsweise Steckverbindungen verwendet werden.

In dem besonderen Ausführungsbeispiels besteht der Mündungsblock 13 aus Kunststoff, beispielsweise aus Acetal oder Polypropylen, das zusammen verwendbar ist mit den Stiften 51 und 53 aus Edelstahl. Die letzteren sind mit Paßsitz in die Sackbohrungen 50 und 52 eingesetzt und bilden dadurch eine Druckdichtung gegenüber der in den Leitungen 47 oder 49 befindlichen Tinte. Die Drosselöffnung 16 erstreckt sich quer durch den Stift 51 und die Drosselöffnung 22 quer durch den Stift 53. Die Einstellung der Drosselgröße wird erreicht lediglich durch Drehen des Kopfes 55 oder 56 des entsprechenden Stiftes 51 oder 53, um Teile der Drosselöffnungen 16 oder 22 im Mündungsblock 13 zu schließen.

Hierzu 1 Blatt Zeic¹ nungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Zweipunkt-Steuerung einer zu einem Tintenstrahldruckkopf strömenden Flüssigkeit mit Hilfe eines druckabhängig gesteuerten Ventils, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Tintenstrahl-Druckkopf (30) zwei parallel geschaltete einstellbare Drosseln (16, 22) angeordnet sind und daß vor der einen (22) dieser Drosseln (16, 22) das als Magnetventil ausgeildete druckab- ι ο hängig gesteuerte Ventil (18) angeordnet ist, das durch elektrische Signale von einem Druckfühler (32) aus betätigbar ist, der hinter der Zusammenführung der beiden parallelen Leitungen (11, 19) vor dem Tintenstrahl-Druckkopf (30) sich befindet und '5 dessen Schaltpunkte von einer auf die Geschwindigkeit der aus dem Tintenstrahl-Druckkopf (30) austretenden Flüssigkeit ansprechenden Meßeinrichtung (40) steuerbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mündungsblock (13) aus Kunststoff vorgesehen ist, in dessen eine Eingangs- mit einer an den Tintenstrahl-Druckkopf (30) angeschlossenen Ausgangsöffnung verbindende Durchgangsbohrung (47) zwei voneinander beabstandete Querbohrungen (48,49) einmünden, daß den zwischen den letzteren liegenden Abschnitt der Durchgangsbohrung (47) und die von der Ausgangsöffnung der Durchgangsbohrung (47) näher beabstandete Querbohrung (49)

je eine Sackbohrung (50 bzw. 52) durchquert und daß die Drosseln (16, 22) diese Sackbohrungen (50, 52) und je ein in ihnen mit Paßsitz gelagerter und mit einer Drosselöffnung (16 bzw. 22) versehener Stift (51,53) bilden.

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