DE2905063A1 - Anordnung zur vermeidung des ansaugens von luft durch die duesen eines spritzsystems - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Vermeidung des An-
• saugens von Luft durch die Düsen eines Spritzsystems während der Saugphase eines Tinte tropfenweise auf eine Oberfläche übertragenden Tintenspritz-Schreibkopfes.
• Derartige Tintenspritz-Schreibköpfe weisen über einen Tinte zulauf aus einem Tintenreservoir versorgte Spritzsysteme auf mit einer Kompressionskammer und einer mit dieter fließverbundenen Düse. In der Kompressionskammer bzw. luf diese wirkend ist ein Erzeuger für kurzzeitige Druckanstiege eingelassen.
• Beim Beaufschlagen des Druckerzeugers verformt sich ein Wandungsteil und das Volumen der Kompressionskammer verkleinert sich in der Weise, daß ein Tintentropfen aus der Düse ausgestoßen wird.
• Kehrt der Druckerzeuger und mit diesem der membrane Wandungsteil in die Ruhelage zurück, wird ein Unterdruck in dem System erzeugt, der sich über den Tintenzulauf und die gegen die Atmosphäre offene Düse ausgleicht. Hierbei kommt es zu einem Wandern des Tintenspiegels innerhalb der Düse in das Tintensystem und somit zu einem Eindringen von Luft. Diese führt in der Regel zum Ausfall des Systems und somit zu einer Verschlechterung des erzeugten Schriftbildes.
• Aus der DE-AS 24 48 341 ist eine Anordnung zur Vermeidung des Ansaugens von Luft durch die Düse eines Spritzsystems bereits bekanntgeworden, wobei von einem Tintenspritz-Schreibkopf der zuvor beschriebenen Art ausgegangen wurde. Hierbei ist die mit Tinte gefüllte Kammer durch einen elastischen Wandungsteil in eine dem Druckerzeuger und in eine der Düse zugeordneten Kammer aufgeteilt. Diese stehen untereinander und mit dem Tintenreservoir über den Zulauf in Fließverbindung. Der Druckerzeuger besteht aus einem mit einer Spannung beaufschlagbaren Keramikschwinger, der von der elastischen Wandung getragen wird. Bei dessen Ansteuern kommt es zu eine Auslenken der elastischen Wandung in den der Düse zugeordneten Kermerteil und somit zum Ausstoß eines Tintentropfens aus der Düse. Der dem Druckerzeuger zugeordnete Kammerteil vergrößert sich im gleichen Maße und füllt sich hierbei über den Tintenzulau mit Tinte auf. Beim Zurückweichen der membranen Wandung in der für den der Düse zugeordneten Wandungsteil einsetzenden Saugphase fließt Tinte in diese aus dem sich nunmehr verkleinernden, dem Druckerzeuger zugeordneten Raum. Ein Rückfließen von Tinte in den Tintenzulauf aus den dem Druckerzeuger und der Düse zugeordneten Kammern wird durch Fluiddioden unterbunden. Da diese Dioden im wesentlichen nur einem erhöhten Strömen von Tinte entgegenwirken, ist ein rückläufiges Strömen und somit ein Remanenzverhalten des Systems nicht völlig auszuschließen.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, Schwingungen des Tintenmeniskus in der Düse in Zeiten der Nichterregung des Druckerzeugers zu unterbinden. Das gilt sowohl für das Nachschwingen des Tintenmeniskus als Folge der sich nach jedem Tropfenausstoß einstellenden Druckverhältnisse als auch für als Folge von Beschleunigungen entstehenden Druck- und/oder Saugimpulsen in der Tintenversorgung.
• Diese Aufgabe wird bei einem Tintenschreibkopf der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art gelöst durch die in dessen Kennzeichen angegebenen Merkmale. Die Kennzeichen der weiteren Ansprüche dienen der vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens.
• Es ist zwar aus dem Technical Discldsure Bulletin Vol. 14, No. 3, Aug. 1971, Seite 914 ein Tintenspritz-Schreibkopf bekanntgeworden mit einer von einem Keramikschwinger beaufschlagbaren Membran.
• Das tr@pfenerregende System weist jedoch nur eine Kompressionsa--er uf, so daß ein Nachsaugen und Bereitstellen von Tinte für des z@nächst aus der Düse auszusto3enden Tropfen nicht sWh.n in der Druckphase, sondern erst mit der sich daran anscließenen 5 phase erfolgt. Der Tintenspritz-Schreibkopf weist eine hohe Remanenz auf und erfordert eine unverhältnismäßig lange Düse.
• Demgegenüber weist die Erfindung eine Reihe erfindungswesentlicher Vorteile auf. Der Tintenzulauf braucht in seinem Querschnitt nicht hinsichtlich eines bestimmten Strömungsverhaltens dimensioniert zu werden. Druckerzeuger und Membran sind mechanisch entkopppelt. Die Membran kann unter den vorherrschenden Druckverhältnissen in ihre Ruhelage zurückkehren. Derartig aufgebaute Tintenspritz-Schreibköpfe lassen sich im Gegensatz zu solchen der eingangs genannten Art derart gestalten, daß sie im Durchlafverfahren gefüllt werden können. Als besonders vorteilhaft st die Anordnung von Düse und Durchgangsbohrung in der Membran n einer Flucht anzusehen, da hier in überraschender weise zusätzlich auf den Flüssigkeitsspiegel in der Düse sich stabilisierend auswirkende Strömungen bemerkbar machen. Die Tintenzufuhrung wird während der Ruhe- und Druckphasen geschlossen gehalten. Aus der Tintenversorgung al-s Folge von Ortsveränderungen des Tintenschreibwerkes, als Folge unsachgemäßer Handhabung und als Folge von Beschleunigungsbewegungen und dergleichen auftretende Druck- und Saugimpulse in der Tinte können sich auf den Flüssigkeitsspiegel in der Duse nicht auswirken.
• .rm folgenden soll die Erfindung unter Rückbeziehung auf die in der Zeichnung dargestellten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben werden. Dabei zeigen in starken Vergrößerungen: Figur 1 ein Tintenspritzschrebsystem im Ruhezustand in einer Anordnung nach der Erfindung, Figur 2 das Tintenspritzschreibsystem während der Druckphase, Figur 3 das Tintenspritzschreibsystem während der Saugphase Figur 4 ein Tintenspritzschreibsystem mit zusätzlichen Druckerzeugermitteln in Ruhestellung und Figur 5 das Tintenspritzschreibsystem mit den zusätzlichen Mitteln in Betriebsstellung.
• In den Figuren ist ein Tintenschreibsystem in starker Vergrößerung dargestelt worden. Ein Tintenschreib-Spritzkopf kann aus mehreren Sercr-iaer Systeme gebildet werden, wobei die Düsen als Austrittsffn n3en für die fintenabgabe in einer oder mehreren und dann zueinander parallelen Reihen untereinander angeordnet sein können.
• Die mit derartigen Schreibsystemen ausgerüsteten Tintenspritz--SchreiLköpfe sind aus Platten sandwichartig aufgebaut. Jede andere Ausführungsform auch hinsichtlich der Lage der Kammern in den Köpfen kann durch konstruktive Maßnahme erreicht werden. Die Kanäle und Kammern können beispielsweise auf fotoätztechnischem ene in die Aufbauplatten des Tintenschreibkopfes eingearbeitet worden sein. Das Tintenschreibsystem nach der Erfindung sieht einen in Aufbauplatten 11 ... 18 is sandwichartig aufgebauten Tintenschreibkopf vor. In die Aufbauplatte 11 sowie in die Aufbauplatte 12 ist ein T intenzulaufkanal 2 eingearbeitet worden. Gegen die Aufbauplatte 11 kann eine weitere.Aufbauplatte zur Aufnahme beispielsweise einer allgemeinen Tintenversorgungskammer gegengelegt sein. Diese Aufbau-F 1 atte wurde nicht gezeigt und auch weitere technische Einzelheiten sind nicht dargestellt worden, soweit sie nicht erfindungswesentlich sind. In die Aufbauplatten 12 bis 16 ist eine Klammer 3 eingebracht worden. Diese Kammer ist durch eine zwischen die Aufbauplatten 15 und 16 eingefügte Membran 6 in zwei Teilkammer 4 und 5 unterteilt. Der linke Teil der Aufbauplatte 14 ist durch einen Druckerzeuger 7 ersetzt worden, der beispielsweise aus einem piezoelektrischen Keramikschwinger bestehen kann. Über Anschlüsse 8 ist dieser ansteuerbar. Die Kammer 3 wird durch die Aufbauplatten 11 und 17 verschlossen gehalten. In die Aufbauplatten 17 und ist eine Düse 9 eingelassen worden. Die Membran 6 weist in ihrem mittlerem Abschnitt ein Durchgangsloch 10 auf. Das Durchgangsloch steht der Düse 9 gegenüber. Das Durchgangs loch 10 wird von einem Ring 11 berandet. Der Keramikschwinger 7 ist mit einem schwingenden Teil 12 gegen den Ring 11 in einer das Durchgangsloch 10 schließenden Weise gelegt.
• Beim Ansteuern des Druckerzeugers 7 aus einer Endstufe (nicht gezeigt) über die elektrischen Anschlüsse 8 biegt sich dieser entsprechend seiner Polarisation (bei Verwendung eines Keramikschwingers) in der einen oder anderen Richtung durch. Zum Erzeugen einer Druckphase in der Teilkammer 5 muß sich dieser in der Weise durchbiegen, daß er über den Ring eine Verstellung der Membran in Art einer Durchbiegung in die Teilkammer 5 bewirkt.
• Während dieses Zeitraumes ist der Ring gleichfalls verschlossen und die in der Teilkammer 5 verdrängte Tintenmenge tritt als Tropfen geringsten Durchmessers aus der Düse 9 aus.
• Als Folge des Zurückschwingens des Druckerzeugers z. B. beim Anlegen einer Spannung mit umgekehrtem Potenz'al schwingt der Druckerzeuger in umgekehrter Richtung und hebt von dem Ring 11 ab, so daß das Durchgangs loch 10 frei wird. Als Folge ihres Schwingvermögens kehrt die Membran 6 in ihre Ruhestellung zurück, während Tintenflüssigkeit über das Durchgangs loch 10 aus der Teilkammer 4 in die Teilkammer 5 fließt. Es versteht sich, daß der Ring 11 Teil der Membran 6 und mit dieser zugleich geformt sein kann. Die an die Teilkammer 5 über das Durchgangsloch 10 aus der Teilkammer 4 abgegebene Tintenmenge ergänzt sich über den Tintenzulaufkanal 2 aus einem Tintenreservoir (nicht gezeigt).
• während des Ausstoßens eines Tintentropfens, also während einer Auslenkung der Membran 6 in die Teilkammer 5.
• Zusätzlich zu den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Mitteln zur Erzeugung von Tintentropfen weist der Tintenspritz-Schreibkopf in den Figuren 4 und 5 zwei weitere Druckerzeuger 13 auf, die derart angeordnet sind, daß sie im Bereich ihrer Einspannstelle 14 an der Membran 6 anliegen. Beim Anlegen eines Signales an die Anschlüsse 15 werden sie als Folge ihres Biegeverhaltens von der Membran in den Kompressionsraum 5 geführt (Fig. 5) und geben somit die Membran 6 frei.
• Die bzw. bei Verw.endung eines einzelnen Druckerzeugers 13 ein einzelner Druckerzeuger liegt entsprechend Figur 4 mit dem jeweils schwingenden Teil 16 an der Membran 6 an und unterbindet hierdurch eine Auslenkung dieser als Folge von in die Tintenversorgung eingebrachten Stoß- und Saugimpulsen, wie sie als Folge einer unsachgemäßen Handhabung des Schreibwerkes beim Transport entstehen können.
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Claims (4)

1. Anordnung zur Vermeidung des Ansaugens von Luft durch die Düsen eines Spritzsystems Patentansprüche: 1. ß Anordnung zur Vermeidung des Ansaugens von Luft durch die Dse eines Spritzsystems während der Saugphase eines Tinte tropfenweise auf eine Oberfläche übertragenden Tintenspritz-Schreibkopfes, der zumindest ein durch eine Membran in zwei Kammern mit sich gegensinnig änderbaren Volumina aufgeteiltes Spritzsystem aufweist, wobei die Kammern über einen Tintenzulauf aus einem Reservoir mit Tinte versorgt werden und eine Kammer mit einer Düse fließverbunden ist und die andere Hemmer einen Druckerzeuger aufweist zum Beaufschlagen der Membran, d a d u r c h g e k e n m Z e i c h n e t daß die Membran (6)- mit einer Durchgangsbehrung (10) versehen ist, daß um diese ein Dichtring (11) gelegt ist und daß der Druckerzeuger (7) mit einem in Schwingbewegung versetzbaren Bereich (12) gegen den Dichtring gelegt ist derart, daß die Durchgangsbohrung in Ruhelage des Druckerzeugers und in der Zeit der einen Tropfenausstoß.bewirkenden Auslenkung geschlossen gehalten wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch -1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Durchgangsloch (10) in der Membran (6) im wesentlichen zentrisch zur Düse (9) liegt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek.e n n -z e i c h n e t , daß das Durchgangsloch (10) in -der Membran (6) im wesentlichen im Zentrum der Membran liegt.
4. 4. hn3rdnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -t e - c h n e t , daß der Druckerzeuger (7) ein einseitig eingespannter Biegeschwinger ist.

   Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e nn -z e i c h n e t , daß zumindest ein dem Druckerzeuger (7) gleicher Druckerzeuger (13) in der Kompressionskammer (5) eingebracht ist, der in seinem nicht erregten Zustand gegen die Membran (6) gelegt ist und für eine Auslenkungdieser in Zeiten des Betriebes durch einen angelegten Impuls vorübergehend in einer von der Membran abgehobenen Stellung gehalten wird.