DE3033352C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahldrucker mit einem eine Austrittsdüse aufweisenden Abgabekopf, einem Vorratsbehälter für die unter Druck setzbare Tintenflüssigkeit, einer flexiblen Zuführleitung vom Vorratsbehälter zum Abgabekopf, einem mit Ab­ stand zum Abgabekopf in der Zuführleitung angeordneten Absperr­ ventil zum Unterbrechen des Tintenstrahls, einer Leitungsanord­ nung mit einem Drucksteuerventil zur Verhinderung des Nachtrop­ fens durch die Austrittsdüse nach dem Unterbrechen des Tinten­ strahls und einer gemeinsamen Steuereinrichtung zur im wesent­ lichen gleichzeitigen Betätigung von Absperrventil und Druck­ steuerventil.

Ein derartiger Tintenstrahldrucker, bei dem die Tinte unter Druck ausgespritzt wird, ist bekannt (DE-OS 27 24 548).

Man hat bereits versucht, bei mit Druck arbeitenden Tinten­ strahldruckern einem Nachtropfen im Falle des Abschaltens der Anlage dadurch zu begegnen, daß das Absperrventil in der Zu­ führleitung in unmittelbarer Nähe des Abgabekopfes oder Druck­ kopfes angeordnet wurde. Eine solche Anordnung des Absperrven­ tils in der Nähe des Abgabekopfes führt aber zu Schwierigkeiten hinsichtlich des Raumbedarfs und der Gestalt des Absperrven­ tils. Ähnlich verhält es sich mit dem Versuch, anstelle einer flexiblen elastischen Zuführleitung, die sich unter dem Druck der Tinte aufweitet und dementsprechend nach dem Abschalten wieder zusammenzieht und dadurch im Sinne eines unerwünschten Nachtropfens aus der Austrittsdüse wirksam ist, eine starre Zu­ führleitung vorzusehen. Eine starre Zuführleitung erschwert das Anbringen und die Bewegung des Abgabekopfes, der mit seiner Austrittsdüse dem mit der Tinte zu markierenden Gegenstand nahe gegenüberliegend angeordnet werden muß.

Beim eingangs beschriebenen bekannten Tintenstrahldrucker ist außer der Zuführleitung mit dem Absperrventil eine das Druck­ steuerventil enthaltende zweite Leitung an den Abgabekopf an­ geschlossen, der selbst nicht unter Druck steht, sondern an den eine Vakuumquelle angeschlossen ist. Der Druck wird durch eine zwischen dem Vorratsbehälter und der Zuführleitung eingebaute Pumpe erzeugt. Bei dieser Ausbildung läßt sich durch Öffnen des Drucksteuerventils ein Vakuum am Abgabekopf aufbringen, das einerseits dazu benutzt wird, bei Betriebsaufnahme eingedrunge­ ne Luft aus dem Abgabekopf bzw. der Tinte zu saugen, während andererseits beim Abschalten mit dem Schließen des Absperrven­ tils das Drucksteuerventil gegensinnig geöffnet wird, um durch Absaugen überschüssiger Tinte ein Nachtropfen durch die Aus­ trittsdüse zu verhindern. Auf diese Weise könnte auch ein Vo­ lumenüberschuß abgesaugt werden, der sich im Falle der Verwen­ dung einer elastischen Zuführleitung durch deren Kontraktion beim Abschalten ergeben würde.

Die Vakuumabsaugung macht den bekannten Tintenstrahldrucker je­ doch vergleichsweise aufwendig, da nicht nur mittels der Pumpe für einen ausreichenden Betriebsdruck die Tinte, sondern auch für die Bereitstellung eines Unterdrucks und entsprechende Lei­ tungen zu sorgen ist. Außerdem ist der Anschluß einer zweiten Leitung (Vakuumleitung) an den Abgabekopf ungünstig, auch wenn diese Leitung ebenso wie die Zuführleitung im Interesse der Be­ wegbarkeit des Abgabekopfes flexibles ausgeführt ist.

Es ist ferner bekannt, bei einem mit Druck arbeitenden Tinten­ strahldrucker als Zuführleitung einen Schlauch vorzusehen, dem als Absperreinrichtung eine Quetscheinrichtung zugeordnet ist, und zum Ausgleich der Volumenänderung, die sich bei einer Be­ tätigung der Quetscheinrichtung ergibt und normalerweise ein Austreten von Tinte bzw. ein Einsaugen von Luft nach sich ziehen würde, an den Zuführschlauch eine Speicherkammer anzu­ schließen, deren Volumen mit der mechanischen Betätigung der Quetscheinrichtung entsprechend geändert wird (DE-AS 25 45 372). Hier entfällt zwar ein Arbeiten mit Vakuum und ist auch an den Abgabekopf bzw. die Austrittsdüse nur eine Schlauchleitung an­ geschlossen, da die Speicher- oder Ausgleichskammer nahe der Quetscheinrichtung mit dem Zuführschlauch verbunden ist. Die auf mechanischem Wege vorgenommene Volumenänderung der Spei­ cherkammer ist aber sowohl hinsichtlich des Gesamtausmaßes der Änderung wie auch ihres zeitlichen Verlaufs praktisch nicht in vollständige Übereinstimmung mit der durch die Quetscheinrich­ tung im Zuführschlauch ausgelösten Volumenänderung zu bringen. Außerdem ist nicht berücksichtigt, daß beim Abschalten der Zu­ führschlauch auf seiner ganzen Länge drucklos wird und dadurch eine Kontraktion bzw. Volumenänderung erfährt, die von der Höhe des Betriebsdrucks abhängig ist. Daher ist hier nicht gewähr­ leistet, daß unter allen Umständen jegliches Nachtropfen ver­ hindert wird.

Schließlich ist es auch bekannt, bei einem mit Druck arbeiten­ den Tintenstrahldrucker die Austrittsdüse und einen anschlie­ ßenden Keil der Zuführleitung mit einer Ummantelung zu verse­ hen, wobei der Mantelhohlraum mit einem Vakuum beaufschlagt wird. Dabei ist ein vergleichsweise kurzer Längenbereich der Zuführleitung ummantelt. Das Vakuum wird während des Betriebs aufgebracht, also während in der Zuführleitung Druck herrscht. Dabei ist das Vakuum im Bereich der Austrittsöffnung wirksam, um überschüssige Tinte abzusaugen und eine gleichbleibend hohe Tintenabgabe durch die Zuführleitung aufrecht erhalten zu kön­ nen, unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit. Auch hier han­ delt es sich um eine aufwendige Ausbildung mit der Anwendung von Vakuum, ohne daß das Problem des Nachtropfens beim Abschal­ ten behandelt wird. Beim Abschalten wird auch die Vakuumpumpe stillgesetzt, die mit der Druckpumpe für den Betriebsdruck der Tinte von einem gemeinsamen Motor angetrieben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise und mit Sicherheit ein Nachtropfen der Tinte aus der Austritts­ düse beim Abschalten zu verhindern, ohne daß dafür ein er­ schwertes Anbringen und Bewegen des Abgabekopfes in Kauf genom­ men werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zu­ führleitung elastisch aufweitbar ist, daß die Leitungsanordnung einen die Zuführleitung im wesentlichen über ihre ganze Länge vom Absperrventil bis zum Abgabekopf umschließenden flexiblen Mantel aufweist, dessen Enden abdichtend mit der Zuführleitung verbunden sind, daß das Drucksteuerventil als Umschaltventil zur Verbindung des Mantelhohlraums mit einer Druckquelle oder einer Druckentlastung ausgebildet ist und daß die Steuerein­ richtung so betätigbar ist, daß die Zuführleitung hinter dem Absperrventil im wesentlichen unter Vermeidung von volumenän­ dernden Kontraktionen und Expansionen gleichsinnig mit dem Mantelhohlraum druckbeaufschlagt und druckentlastet wird.

Diese Lösung baut auf der Erkenntnis auf, daß das Nachtropfen im Falle der vorteilhaften Verwendung einer elastischen Zuführ­ leitung darauf beruht, daß mit dem Absperren der Innendruck in der Zuführleitung sinkt und diese eine Kontraktion erfährt, die der Aufweitung der Leitung beim Öffnen des Absperrventils und damit Einleiten der unter Druck stehenden Tinte entspricht. Wenn nun erfindungsgemäß die Zuführleitung auf ihrer ganzen Länge vom Absperrventil zum Abgabekopf an ihrer Außenseite mit einem Druck beaufschlagt wird, der dem jeweiligen Innendruck in der Zuführleitung entspricht, bleibt diese trotz ihrer Elasti­ zität im wesentlichen frei von Expansionen und Kontraktionen. Dementsprechend ist der Grund für das Nachtropfen beseitigt und zugleich die Möglichkeit geschaffen, das Absperrventil im Ab­ stand zum Abgabekopf anzuordnen, wo der Platzbedarf des Ab­ sperrventils nicht stört, wobei auch der Abgabekopf infolge der flexiblen Zuführleitung einfach bewegt werden kann. Diese Lö­ sung kommt zudem ohne Vakuum aus.

Zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Teil eines Tröpfchenschreibers, der die Erfindung verkörpert, schematisch dargestellt, wobei Teile einer ersten und zweiten Leitung im Schnitt gezeigt sind.

Als Beispiel für die Erfindung ist hier ein Tröpfchenschreiber gezeigt, der eine Tintenzufuhranordnung 10 aufweist. Schreib­ flüssigkeit oder Tinte wird einem Druckkopf 11 zugeführt, aus dem sie beispielsweise in Tröpfchenform, wie gezeigt, auf ein hier nicht gezeigtes Aufzeichnungsmaterial abgegeben wird. Mit dem Druckkopf 11 ist ein Druckflüssigkeitsvorrat 12 über eine Leitungsanordnung 14 verbunden, in die ein Steuerventil 15, z. B. ein allgemein erhältliches Solenoidventil eingeschaltet ist. Außerdem gehört zur Leitungsanordnung eine flexible Lei­ tung 16 aus elastischem Werkstoff und eine Tinten­ strahldüse 18, die mit einer Öffnung 19 versehen ist. Zum Beschriften einer Oberfläche kann als Flüssig­ keit Tinte oder eine andere üblicherweise in Tintenstrahldruckern verwendete Beschriftungsflüssigkeit verwendet werden, die durch Öffnen des Steuerventils 15 unter Druck vom Druckflüssigkeits­ vorrat 12 dem Druckkopf 11 zugeführt wird.

Gemäß der Erfindung wird die Leitung 16, in der Flüssigkeit unter Druck zum Druckkopf 11 transportiert wird, praktisch über im wesentlichen die ganze Länge zwischen dem Steuerventil 15 und dem Druckkopf 11 in stabilem Zustand gehalten und we­ der gestreckt noch zusammengezogen, so daß beim Abschalten der Anlage keine Flüssigkeit aus dem Druckkopf sabbert. Um die erste Leitung 16 herum ist koaxial eine zweite Leitung 21 angeordnet, die mit der ersten Leitung eine druckbeauf­ schlagbare Zone bzw. einen Mantelbereich 20 bildet. Die zweite Leitung 21 hat einen größeren Durchmesser als die erste Leitung 16, so daß zwischen beiden ein Raum geschaffen wird. Die Leitung 21 ist mit der ersten Leitung 16 an einem Ende in der Nähe des Steuerventils 15 in einer abgedichteten Verbindungsstelle 22 und in ähnlicher Weise am anderen Ende in der Nähe des Druckkopfes 11 in einer abgedichteten Ver­ bindungsstelle 24 verbunden.

Um den Mantelbereich 20 um die erste Leitung 16 herum mit Druck zu beaufschlagen, so daß die Expansion der Leitung 16 im wesentlichen verhindert wird, hat die zweite Leitung 21 eine Öffnung 25, an die eine Druckquelle 26 über eine Leitung 28 und ein Dreiwegeventil 29 anschließbar ist. Das Dreiwege­ ventil 29 ist von einer Ventilsteuerung 30 betätigbar, mit der auch das Steuerventil 15 betätigt wird, um zu gewährleisten, daß der Druck im Innern und an der Außenseite der die Flüssig­ keit transportierenden Leitung 16 ausgeglichen ist. Um den Druck innerhalb des Mantelbereichs 20 beim Abschalten zu ent­ lasten, hat das Dreiwegeventil 29 eine Entlastungsöffnung 31, die in die Umgebung führen kann, wenn als Druckfluid Luft be­ nutzt wird, oder zu einem geeigneten Sumpf führt, wenn eine Flüssigkeit, z. B. Tinte als Mittel zur Druckbeaufschlagung dient. Die Druckquelle 26 und der Druckflüssigkeitsvorrat 12 können dieselbe Quelle sein, wobei entsprechende Verbindungen vorgesehen sind, die dem Fachmann geläufig sind. In einem Fall dient als Druckquelle 26 eine Druckluftquelle mit einem Druck­ niveau von 4,14 bar, um den Druck auszugleichen, der auf die Tinte innerhalb der Leitung 16 wirkt, wenn die An­ lage ein Tintenstrahldrucker ist.

Da der an der Außenseite der Leitung 16 wirkende Druck im wesentlichen dem an der Innenseite der Leitung 16 herr­ schenden Druck gleichgehalten wird, wird der auf die Tinte in der Leitung 16 zwischen dem Steuerventil 15 und dem Druckkopf 11 wirkende Druck sofort beim Schließen des Steuerventils 15 entlastet. Bei Tintenstrahldruckern, kann sich üblicherweise die die Flüssigkeit transportierende Leitung bei Druckbeauf­ schlagung der Anlage normal dehnen. Wenn dann das Steuerventil 15 geschlossen wird, wird zwar wegen der Isolierung der Druck­ flüssigkeitsquelle der meiste Druck von der Flüssigkeit ge­ nommen, aber wegen der Kontraktion der elastischen Wände der Leitung 16 wirkt vorübergehend ein abnehmbarer Druck weiter­ hin auf die Tinte. Deshalb kann Tinte aus der Düse sabbern oder nachfließen, auch wenn das Steuerventil 15 schon ge­ schlossen ist. Die Menge dieser ausfließenden Flüssigkeit nimmt mit der Länge der Leitung stromabwärts vom Steuerventil 15 zu. Durch das Entweichen von Flüssigkeit aus diesem Teil der Leitung, insbesondere wenn es sich um Tinte bei einem Tinten­ strahldrucker handelt, kann der Bereich in der Schreibumgebung, wo die Strömungssteuerelemente angeordnet sind, verschmutzt werden. Zu diesen Steuerelementen können z. B. Laderinge und Umlenkplatten eines Tintenstrahldruckers gehören. Außerdem kann sich auströpfelnde Flüssigkeit um die Öffnung 19 herum ansammeln und schließlich zu fehlerhaftem Arbeiten des Druckers führen. Mit einem Tintenstrahldrucker, an dem die Erfindung verwirklicht war, konnte ohne Ausfließen von Flüssigkeit aus dem Druckkopf gearbeitet werden, obwohl der Druckkopf 11 über eine 7,6 m lange Leitung mit dem entfernt angeord­ neten Steuerventil 15 verbunden war.

Claims (3)

1. Tintenstrahldrucker mit einem eine Austrittsdüse (18) auf­ weisenden Abgabekopf (11), einem Vorratsbehälter (12) für die unter Druck setzbare Tintenflüssigkeit, einer flexiblen Zuführ­ leitung (16) vom Vorratsbehälter (12) zum Abgabekopf (11), einem mit Abstand zum Abgabekopf (11) in der Zuführleitung (16) angeordneten Absperrventil (15) zum Unterbrechen des Tinten­ strahls, einer Leitungsanordnung (21, 28) mit einem Drucksteuer­ ventil (29) zur Verhinderung des Nachtropfens durch die Aus­ trittsdüse (18) nach dem Unterbrechen des Tintenstrahls und einer gemeinsamen Steuereinrichtung (30) zur im wesentlichen gleichzeitigen Betätigung von Absperrventil (15) und Druck­ steuerventil (29), dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (16) elastisch aufweitbar ist, daß die Leitungsanordnung (21, 28) einen die Zuführleitung (16) im wesentlichen über ihre ganze Länge vom Absperrventil (15) bis zum Abgabekopf (11) umschließenden flexiblen Mantel (21) auf­ weist, dessen Enden abdichtend mit der Zuführleitung (16) ver­ bunden sind, daß das Drucksteuerventil (29) als Umschaltventil zur Verbindung des Mantelhohlraums (20) mit einer Druckquelle (26) oder einer Druckentlastung (31) ausgebildet ist und daß die Steuereinrichtung (30) so betätigbar ist, daß die Zuführ­ leitung (16) hinter dem Absperrventil (15) im wesentlichen unter Vermeidung von volumenändernden Kontraktionen und Expan­ sionen gleichsinnig mit dem Mantelhohlraum (20) druckbeauf­ schlagt und druckentlastet wird.

2. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil (29) ein Dreiwegeventil ist, das an den Mantelhohlraum (20), die Druckquelle (26) und die Druckent­ lastung (31) angeschlossen ist.

3. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (26) vom Vorratsbehälter (12) für die Tin­ tenflüssigkeit gebildet ist, mit welcher der Mantelhohlraum (20) unter Druck setzbar ist.