DE3047586C2

DE3047586C2 - Tintenversorgung für die Düsenkammer eines Farbstrahldruckers

Info

Publication number: DE3047586C2
Application number: DE3047586A
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Tokio/Tokyo Nagayama
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1986-10-09
Also published as: US4364059A; DE3047586A1

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

f) die Nebenleitung (103, 331, 626) über ein gesteuertes Ventil (625) mit dem Vorratsbehälter (624) verbunden ist, daß

g) das gesteuerte Ventil (625)

gl) bei Betriebsbeginn des Farbstrahldruckers geöffnet ist und dadurch die Druckfarbe über die Nebenleitung (103,331,626) zwischen dem Vorratsbehälter (624), einer Speicherkammer (610) und dem Ausstoßkopf (100) umgewälzt wird, und

g2) bei Erreichen stabiler Betriebsbedingungen geschlossen wird, und daß
h) Tintendruck und Querschnitt der Nebenleitung (103,331,626) so bemessen sind, daß Tinte nur bei geschlossenem Ventil aus der Auslaßdüse austritt

2. Tintenversorgung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum öffnen des Ventils (625) am Anfang des Betriebs des Farbstrahldruckers, um Farbe von dem Vorratsbehälter über die Pumpen, die Speicherkammer (610) und die Nebenleitung (103,331,626) zurück zu dem Vorratsbehälter zu leiten und um anschließend das Ventil (625) zu schließen.

3. Tintenversorgung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung das Ventil (625) schließt, wenn die Farbtemperatur einen vorbestimmten Wert erreicht.

Die Erfindung betrifft eine Tintenversorgung für die Düsenkammer eines Farbstrahldruckers nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Tintenversorgung für die Düsenkammer eines Farbstrahldruckers ist bereits aus der DE-AS 55 247 bekannt. Diese bekannte Tintenversorgung umfaßt einen Vorratsbehälter für die Druckfarbe, der an Zulaufstutzen angeschlossen ist, ferner eine Pumpe zur Förderung der Druckfarbe über eine Leitung von dem Vorratsbehälter zu einem Ausstoßkopf. Es ist ferner eine Düsenkammer mit einer Auslaßdüse in dem Ausstoßkopf vorhanden, ferner eine Heizeinrichtung für die Erwärmung der Druckfarbe in einer Speicherkammer auf eine gewünschte Betriebstemperatur, wobei die Tinte in einer Zwischenkammer auf die Betriebstemperatur erwärmt wird. Ferner umfaßt diese bekannte Tintenversorgung auch eine Nebenleitung zwischen der Düsenkammer und der Speisekammer, durch die das Spritzsystem des zugeordneten Farbstrahldruckers überbrückt wird. Mit Hilfe dieser bekannten Konstruktion soll erreicht werden, daß Tinte auch in kritische Bereiche des Farbstrahldruckers gelangt und damit die dort stehende Tinte immer wieder regeneriert wird, um ein Austrocknen der Farbe an bestimmten Stellen innerhalb des

ι ο Kreislaufes zu verhindern.

Aus der DE-OS 22 61 734 ist ein Farbstrahldrucker bekannt, der einen Vorratsbehälter für die Druckfarbe, eine Pumpe für die Förderung der Druckfarbe über eine Leitung von dem Vorratsbehälter zu einem Ausstoßkopf und eine Kammer mit einer Auslaßdüse in einem Ausstoßkopf enthält, wobei ferner ein gesteuertes Ventil vorgesehen ist und die Leitungen zusammen mit dem Ventil dazu dienen, die in der Kammer und auch die im Vorratsbehälter enthaltene Luft von der Druckfarbe zu trennen. Bei einem derartigen Farbstrahldrucker tritt jedoch das folgende Problem auf: Die Druckfarbe muß unmittelbar vor der eigentlichen Aufzeichnung unter Druck gesetzt und erwärmt werden. Nachdem der Druck und die Temperatur der Druckfarbe die vorgegebenen Sollwerte erreicht haben und damit die Betriebsbedingungen stabilisiert sind, werden in üblicher Weise die impulsförmige Aufladespar.nung angelegt und es wird die Ablenkphase relativ zu der Tröpfchentrennphase eingestellt, womit die eigentliche Aufzeichnung beginnen kann. Das unter Druck setzen und Erwärmen der Druckfarbe unmittelbar vor dem Beginn der Aufzeichnung führt jedoch zu der Schwierigkeit, daß beim ersten Ausstoßen der Druckfarbe aus dem Ausstoßkopf winzige Druckfarbentröpfchen als Sprühnebel aus den einzelnen Düsenöffnungen ausgestoßen werden, d. h. es wird nicht der übliche, kontinuierliche Flüssigkeitsstrahl erzeugt, der dann im Laufe seiner Flugbahn in die einzelnen Aufzeichnungströpfchen zerfällt Diese winzigen als Sprühnebel auftretenden Tröpfchen verunreinigen die Ausstoßköpfe und die Komponenten in der Nähe der Ausstoßköpfa wie beispielsweise die Aufladeelektrode. Außerdem können solche winzigen Tröpfchen beispielsweise durch Luftströme mitgerissen werden und auf den blattförmigen Aufzeichnungsträger fallen, so daß die Herstellung qualitativ einwandfreier Aufzeichnungen nicht mehr garantiert wird. Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Tintenversorgung für die Düsenkammer eines Farbstrahldruckers der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der von Anfang an, d. h. von der Aufzeichnung des ersten Zeichens an, das Ausstoßen eines kontinuierlichen, einwandfreien Flüssigkeitsstrahls gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Da bei der erfindungsgemäßen Konstruktion das gesteuerte Ventil erst bei Erreichen stabiler Betriebsbedingungen geschlossen wird, wird sehr wirksam verhindert, daß Luft im Bereich der Düsenkammer und der Auslaßdüse zum Zeitpunkt der tatsächlichen Inbetriebnahme auftreten kann, so daß wirksam eines feinen Sprühnebels zu Beginn des Druckvorganges verhindert wird.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfüh-

rungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsforai der Erfindung;

F i g. 2 einen Teil einer Schnittansicht entlang einer Linie H-II in F i g. 1;

F i g. 3 eine Abwandlung der F i g. 2.

In F i g. 1 ist ein Farbstrahldrucker mit einer Ablenksteuerung mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt Die Einrichtung weist ein in ihrer Gesamtheit mit 100 bezeichneten Farbausstoßkopf auf, welcher in F i g. 2 entlang einer Schnittlinie H-II der F i g. 1 im Schnitt dargestellt ist Der Kopf 100 weist im allgemeinen einen Einlaßblock 110, einen Wärmeaustauschblock 120, einen Filterträger 130 und einen Gehäuseteil 140 auf. Der Einlaßblock 110 weist sieben konisch zulaufende Bohrungen 111 und konisch zulaufende mit Gewinde versehene Bohrungen 112 auf, welche an die einzelnen konisch zulaufenden Bohrungen angrenzen. Der Einlaßblock 110 weist auch sechzehn durchgehende Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben 113i bis 113_]6 auf, um die vier Teile 110 bis 140 des Kopfs 110 miteinander zu verbinden. Hohle Kunststoffschrauben 115i bis 1157 sind mit einem Ende in die einzelnen Gewindebohrungen 112 des Einlaßblockes 110 geschraubt während Kupplungsmuttern 116| bis II67 auf das andere Ende der Hohlschrauben 115] bis II57 geschraubt sind. Rohrleitungen 117i bis 117₇ verlaufen von den einzelnen Kupplungsmuttern II61 bis II67 zu einem Verteilerteil 300, so daß dadurch die konisch Zulaufenden Bohrungen 111 in dem Einlaßblock mit dem Verteilerteil 300 verbunden sind. Die vorderen Enden der Schrauben 113j bis 113)6 sind in den Gehäuseteil 140 des Kopfes 100 geschraubt, so daß der Einlaßblock 110 über eine Dichtung 118 fest an dem Wärmeaustauschblock 120 angebracht ist.

Der Filterträger 130 weist eine Anordnung von kreisförmigen Vertiefungen 131 und von kreisförmigen Bohrungen auf, die den Vertiefungen 131 zugeordnet sind, aber einen kleinen Durchmesser haben, und weist öffnungen 133 auf. Die Vertiefungen 131 und die genannten Bohrungen werden nachstehend in ihrer Gesamtheit als Filterkammer bezeichnet. Diese Filterkammern sind bezüglich einer Gruppe von durchgehenden Bohrungen 122 ausgerichtet und stehen mit diesen in Verbindung. Durchlässe 134 schaffen eine Verbindung zwischen den einzelnen Filterkammern und Vertiefungen, welche auf der Oberseite des Filterträgers 130 ausgebildet sind. In den Filterkammern sind jeweils scheibenförmige Filter 136 mit Maschen von 2 bis 3 μπι vorgesehen. Ringe 138 mit O-Ringen 137 sind mit Preßsitz in den Filterkammern über den Filtern 136 angeordnet. O-Ringe 139 sind jeweils am Boden der einzelnen Vertiefungen auf der Oberseite des Filterträgers 130 angeordnet, während Hohlschrauben 101 mit einem Ende mit Preßsitz in den Vertiefungen sitzen. Mit dem anderen Ende der Hohlschrauben 101 sind Kupplungsmuttern 102 verbunden, welche mit ihrem anderen Ende mit Rohrleitungen 103i bis 103₇ verbunden sind. Die Rohrleitungen 103i bis 103₇ verlaufen von den zugeordneten Kupplungsmut-

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lein ivx zu einem vcneuer jju. L/er rillenlager uu isi über eine Dichtung 104 mit dem Gehäuseteil 140 des Kopfes 100 verbunden.

Der Gehäuseteil 140 weist einen Längsschlitz 141, der mit allen Öffnungen 133 des Filterträgers 130 in Verbindung steht, und 43 Abzweigdurchlässe 142 auf, die von dem Schlitz 141 aus durch den Gehäuseteil 140 zu dessen vorderen Ende verlaufen. Der Gehäuseteil 140 ist an sieben Stellen an der unteren Wandung des Schlitzes 141 nach unten durchbohrt um dadurch kreisförmige Kammern 143 zur Ausbreitung von Schwingungsdruck und öffnungen 145 festzulegen, durch welche Leitungen zur Außenseite des Gehäuseteils 140 verlaufen.

Ein Längsschlitz verläuft im vorderen Ende des Gehäuseteils 140 entlang der quer ausgerichteten vorderen Enden der Durchlässe 142, und dient der Aufnahme einer Düsenplatte.

In Fig.2 und in Fig.3 ist ein elektrostriktiver Schwingungserzeuger mit 160 bezeichnet.

Ringförmige Isolierplatten 180 sind an jeweiligen Ringen 170 angeordnet Die Leitungen zu jedem Schwingungserzeuger 160 sind durch eine öffnung der Isolierplatte 180 geführt und einzeln um leitende Stifte gewickelt Die Düsenplatte 190 weist winzige Bohrungen (nicht gezeigt) zum Farbausstoßen auf, die bezüglich der radialen Mitte der einzelnen Durchlässe 142 des Gehäuseteils 140 ausgerichtet sind.

In dem Kopf 100 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau sind Farbkammern durch den Längsschlitz 141, die öffnungen 133 und die Filterkammern 131 festgelegt Auf diese Weise bilden jede Filterkammer 131 und die ihr zugeordnete Filteröffnung 133 eine Farbabzweigkammer, während der Schlitz 141 eine gemeinsame Farbkammer darstellt In jeder der Farbabzweigkammern 13i und 133 verbleibt Luft in dem oberen Durchlaß 134. Andererseits verbleibt Luft in der gemeinsamen Farbkammer 141 im oberen Teil des Schlitzes 141. Die Durchlässe 134 haben solche Lagen, daß die Luft in den entsprechenden Farbkammern bleibt; die Durchlässe 134 stehen durch die entsprechenden Rohrleitungen 103i bis 103₉ mit dem Verteiler 330 in Verbindung.

Der Verteiler 300 besteht aus zwei Hälften 301 und 302, welche durch Schrauben 304i und 304₂ über eine Dichtung miteinander verbunden sind.

Die anderen Verteiler 310,320 und 330 haben denselben Aufbau wie der Verteiler 300.

Die Aufzeichnungseinrichtung weist auch eine Elektroeinheit auf, die vor dem Ausstoßkopf 100 angeordnet ist.

Ein Auffänger 400 ist vor der Elektrodenanordnung 200 angeordnet. Der Auffänger 400 weist aufrechtstehende Einfangteile 4211 bis 42142 auf, weiche in die Bahnen der von der einzelnen öffnungen der Düsenplatte 190 auszustoßenden Farbtröpfchen vorstehen. Der Auffänger 400 weist auch eine Kappe 430 auf, um alle die Farbtröpfchen, welche von der genannten öffnung ausgestoßen werden, einzufangen, unabhängig davon, welche Flugbahn sie haben. Ein isolierter Draht 431 ist fest mit der Kappe 430 verbunden, während ein blanker Draht an einer Stelle angeordnet ist, an welcher Farbtröpfchen, die eine ganz bestimmte Bahn durchfliegen, auf dem Leiter auftreffen. Mit 500 ist ein vor dem Auffänger 400 festgelegtes Aufzeichnungsblatt bezeichnet. Eine Rohrleitung 309, die von dem Verteiler 300 ausgeht, ist mit einer Auslaßöffnung eines normalerweise geschlossenen, elektromagnetischen Ventils 601 verbunden. Eine Rohrleitung 602 verläuft von einer Einlaßöffnung eines Veniüs 6Gi zu einem Ende eines Rohrs einer Heizeinrichtung 603. Das andere Ende des Heizerrohrs steht durch ein weiteres Rohr mit einer Zufuhröffnung einer Speicherkammer 610 in Verbindung. Das Ventil 601 weist einen als Ventilteil wirkenden Plungerkolben, eine Schraubenfeder zum Vorspannen des Plungerkolbens in einer Ventilschließeinrichtung und eine Spule zum Anziehen des Plungerkolbens in die Ventil-

schließstellung, wenn sie erregt wird, auf. Wenn dieses Ventil entregt wird, unterbricht der Plungerkolben die Verbindung zwischen den zwei Ventilöffnungen. Die Speicherkammer 610 weist in ihrem unteren Teil eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung sowie einen Thermistor

611 und ein luftdicht angebrachtes halbkugelförmiges, elastisches Filmteil 612 auf. Der obere Rand im Inneren der Speicherkammer 610 ist mit Luft gefüllt. Der Thermistor 611 fühlt die Temperatur der in der Speicherkammer 610 untergebrachten Farbe, während der elastische Filmstreifen 612 entsprechend dem Druck im Inneren der Speicherkammer 610 gedehnt wird. Ein Dehnungsmesser 613 ist dem elastischen Filmstreifen

612 zugeordnet, so daß sich dessen Widerstand bei einer Bewegung des elastischen Filmstreifens ändert Somit bilden der elastische Filmstreifen 612 und der Dehnungsmesser 613 zusammen einen Druckfühler.

Die Einlaßöffnung der Speicherkammer 610 ist mit einer Auslaßöffnung einer Pumpe 620 verbunden. Diese Pumpe 620 hat eine solche Ausführung, daß sie mit Hilfe eines Motors 621 eine Kurvenscheibe antreibt durch die ein Stab und eine Feder hin- und herbewegt werden, wodurch eine starr an dem Stab angebrachte Membran hin- und herbewegt werden kann. Eine Ventilkugel und eine vorspannende Schraubenfeder sind jeweils in der Ansaug- und der Ausfluß- oder Auslaßöffnung der Pumpe 620 angeordnet wodurch ein Absperrventil gebildet ist Wenn sich der Motor 621 dreht speist die Pumpe 620 Farbe in die Speicherkammer 610. Der Abgabedruck der Pumpe 620 steigt an, wenn die Drehzahl des Motors 621 ansteigt und fällt wenn sie abnimmt Eine Rohrleitung 622 verbindet die Ansaugöffnung der Pumpe 620 mit einem Ende eines Filters 623, dessen anderes Ende mit einem unteren Teil eines Vorratsbehälters 624 verbunden ist

Nunmehr soll die Pumpe 620 in Betrieb gesetzt werden, wobei das elektromagnetische Ventil 601 geschlossen gehalten wird. Von dem Vorratsbehälter 624 wird dann Farbe in die Pumpe 620 gesaugt und von dieser in die Speicherkammer 610 abgegeben. Durch die sich daraus ergebende Zunahme der Farbmenge in der Speicherkammer 610 wird die Luft in dessen Inneren verdichtet wodurch dann der Farbdruck in der Speicherkammer 610 erhöht wird. Wenn die Wicklung des Ventils 601 erregt wird, um das Ventil zu öffnen, kann die Farbe in der Speicherkammer 610 aus dieser (610) über das Rohr des Heizers 603 in das Ventil 601 fließen. Von dem Ventil 601 wird die Farbe über die Rohrleitung 609 zu dem Verteiler 300 und von diesem über die einzelnen Rohrleitungen 117] bis 117₇ zu dem Ausstoßkopf 100 befördert Die dem Kopf 100 zugeführte Farbe erreicht die Ausstoßöffnungen der Düsenplatte 190 und wird von diesen ausgestoßen, um auf die Einfangstücke 4211 bis 421₄2 und die Kappe 430 des Auffängers 400 aufzutreffen. Die Farbe fließt dann in dem Auffänger 400 nach unten und strömt über eine Auslaßöffnung 410 des Auffängers und eine Rohrleitung 411 zwischen dem Auslaß 410 und dem Behälter 624 in den Vorratsbehälter 624 zurück.

Der Verteiler 330 ist durch eine Nebenleitung in Form eines Rohres 331 mit einer Einlaßöffnung eines normalerweise geschlossenen, elektromagnetischen Ventils 625 verbunden. Die Auslaßöffnung des Ventils 625 ist durch ein Rohr 626 mit dem Vorratsbehälter 624 verbunden. Das Rohr 626 verläuft im Inneren des Behälters 624. Das Ventil 625 ist genauso ausgeführt wie das vorbeschriebene Ventil 601. Wenn die Wicklung des Ventils 625 erregt wird, wird es geöffnet so daß Farbe über die Bohrungen des Filterträgers 130 und den Schlitz 141 des Gehäuseteils 140 austritt. Diese Farbströme werden über den Verteiler 330, die Nebenleitung 331, das Ventil 623 und die Rohrleitung 626 zu dem Behälter 624 zurückgeleitet. Wenn irgendwelche Luft in den Bohrungen 134 oder in dem Schlitz 141 vorhanden ist, wird sie zusammen mit der Farbe in den Behälter 624 eingebracht. Das heißt, die Luft wird aus den Bohrungen 134 und dem Schlitz 141 herausgedrückt. Erforderli chenfalls kann die Nebenleitung in Form der Rohrlei tung 626 in ihrem dem Ventil 625 abgewandten Ende an dem Auffänger 400 angebracht sein, um Farbe von den Bohrungen 134 und dem Schlitz 141 in den Auffänger 400 auszutragen.

Der Verteiler 310 ist durch eine Rohrleitung 311 mit dem Rohr eines zweiten Heizers 630 verbunden. Das andere Ende des Rohrs des zweiten Heizers ist mit einer Abgabeöffnung einer zweiten Pumpe 631 verbunden, deren Ansaugöffnung wiederum mit einer Auslaßöff nung verbunden ist, die im unteren Teil eines Behälters 632 für eine wärmeaustauschende Flüssigkeit festgelegt ist Eine Rohrleitung 321 verläuft von dem Verteiler 320 über eine Einlaßöffnung, die am oberen Ende des Flüssigkeitsbehälters ausgebildet ist, in diesen Behälter 632.

Wenn die Pumpe 631 betrieben wird, wird die wärmeaustauschende Flüssigkeit aus dem Behälter 632 gepumpt und Ober die durch das Rohr des Heizers 630, den Verteiler 310, die Rohre 129₍ bis 129_f3, Rohre 129₂ bis 129i4 und den Verteiler 320 festgelegte Bahn wieder zurückgeleitet Wenn der Heizer 630 wirksam ist wird die durch ihn hindurchströmende Flüssigkeit erwärmt. In dem Ausstoßkopf 100 heizt diese erwärmte Flüssigkeit den Wärmeaustauschblock 120 auf, wodurch die durch die Bohrungen 122 hindurchfließende Farbe er wärmt wird.

Thermistoren sind elektrisch mit einer Temperatursteuereinheit 640 verbunden. Diese Steuereinheit 640 vergleicht die mittels der Thermistoren festgestellten Temperaturen mit Sollwerten, die von einer (nicht dar gestellten) zentralen Steuereinheit angelegt worden sind und steuert dadurch die Größe des den Heizern 603 und 630 zugeführten Stroms und die Arbeitsgeschwindigkeit der Pumpe 631. Die Farbtemperatur Tink im Schlitz 141, die mittels eines der Thermistoren gefühlt wird, wird in ein Digitalsignal umgewandelt und der zentralen Steuereinheit zugeführt

Die elektromagnetischen Ventile 601 und 625, die Pumpe 621 und der Dehnungsmesser 613 sind mit einer Drucksteuereinheit 650 verbunden. Die zentrale Steuer einheit versorgt die Drucksteuereinheit 650 mit einem Bezugs- oder Soll speicherdruck und mit öffnungs-Schließbefehlen für die Ventile 601 und 625. Die Drucksteuereinheit 650 steuert die Betriebsgeschwindigkeit des Motors 621, um den mittels des Dehnungsmessers 613 gefühlten tatsächlichen Druck P_ac bezüglich eines Solldruckes auszugleichen und er- oder entregt entsprechend einem Befehl von der zentralen Steuereinheit die Ventile 601 und 625. Der tatsächliche Druck P_ac im Inneren des Druckspeichers 610 wird ebenfalls in ein Digital- signal umgewandelt und der zentralen Steuereinheit zugeführt Über eine Drucksteuereinheit 660 werden Ladespannungen (Impulse) und eine Ablenkspannung (eine konstante Spannung) an Ladeelektrodenplatte 220 und leitende Drähte angelegt die mit den einzelnen Ab lenkelektrodenplatten über eine Bandleitung 270, einen Stecker 260 und ein (nicht dargestellter) Kabel verbunden sind. Von einer die Ladung feststellenden Elektrode 230 wird ein Ladungsfeststellsignal (ein entsprechender

Impuls) über die Bandleitung 270 und den Stecker 260 an die Drucksteuereinheit angelegt. Der isolierte Draht 431 ist ebenfalls mit der Drucksteuereinheit 660 verbunden. Von der Drucksteuereinheit 660 wird eine Ansteuerspannung konstanter Frequenz an die elektrostriktiven Schwingungserzeuger angelegt. Die zentrale Steuereinheit versorgt die Drucksteuereinheit 660 mit verschiedenen Steuerbefehlen, Zeitsteuerimpulsen und Bildsignalen, während die das Drucken steuernde Einheit 660 der zentralen Steuereinheit Zustandssignale (Zeitsteuerimpulse) zuführt, welche verschieden sind von denen, die von der zentralen Steuereinheit an sie angekoppelt worden sind. Die Arbeitsweise der das Drucken steuernden Einheit 660 wird nachstehend kurz beschrieben.

Wenn die Energiequelle angeschaltet wird, werden durch die das Drucken steuernde Einheit 660 entsprechend einer vorbestimmten Reihenfolge nacheinander deren innere Energiequellen angeschaltet und es wird das Eintreffen eines Befehlssignals abgewartet. Wenn ein Steuersignal der Einheit 660 zugeführt wird, beginnt sie die elektrostriktiven Schwingungserzeuger mit einer vorbestimmten Periode und einer vorbestimmten Amplitude anzusteuern. Wenn danach ein Phasensuchbefehl angekoppelt wird, sucht die Einheit 660 nach einer Ladephase oder einer Ansteuerphase für Farbtröpfchen von den einzelnen Ausstoßöffnungen 191 von einer öffnung zur anderen. Folglich wird für jeder der Ausstoßöffnungen 191 eine richtige Lade- oder Steuerphase festgelegt. Dann überprüft die Einheit 660, ob geladene Farbtröpfchen auf den blanken Leiter 432 der Leitung

431 aufgetroffen sind. Wenn dies nicht der Fall ist, verschiebt die Einheit 660 die allgemeinen Ladespannungspegel oder den Ablenkspannungspegel, bis ein Auftreffen festgestellt wird. Dann versorgt die Einheit 660 die Ablenkelektrodenplatten mit einer Ablenkspannung, während sie gleichzeitig die zentrale Steuereinheit von dem Ende des Phasensuchens informiert Danach werden Tröpfchen von der ausgewählten öffnung 191 mit einer vorbestimmten Phase und einem vorbestimmten Pegel geladen und gleichzeitig wird überwacht, ob sie auf den Leiter 432 auftreffen. Wenn die Tröpfchen den Leiter 432 nicht mehr treffen, wird Alarm gegeben, und nach dem Aufzeichnen einer Informationszeile wird das Laden für eine Aufzeichnung unterbrochen, um die Ladungspegel oder den Ablenkspannungspegel rückzusetzen. Wenn geladene Tröpfchen aus der öffnung 191 wieder auf den Leiter 432 auftreffen, informiert die Einheit 660 die zentrale Steuereinheit von einem Wiederbeginn eines Aufzeichnungsvorgangs und die nächste Zeile auf, usw.

In der dargestellten Ausführungsform sind die Ausstoßöffnungen 191 gewöhnlich in einem Abstand von 5 mm angeordnet und ein Farbtropfen soll bei 40 Punkten um eine Strecke von 5 mm ablenkbar sein. Folglich werden an die Ladeelektroden nacheinander und wiederholt 40 Ladeimpulse mit unterschiedlichen Amplituden angelegt An die Ladeelektrode zum Laden von an der öffnung 191 abgegebenen Farbtröpfchen werden wiederholt Ladeimpulse mit einer bestimmten Amplitude angelegt Auf diese Weise ist die Ausstoßöffnung 191 unabhängig von den anderen beim Drucken verwendeten Öffnungen 191 für eine Überwachung vorgesehen. Farbtröpfchen von dieser öffnung 191 werden immer auf einen vorbestimmten Pegel geladen und der Leiter

432 überwacht deren richtige Ablenkung. Der Ladepegel für von jeder der übrigen öffnungen 191 abgegebenen Farbtröpfchen wird durch dessen Verschieben bezüglich des Ladespannungspegels, der durch das Suchen des Ablenkpegels erhalten worden ist, ausgeglichen, oder die richtige Ablenkspannung, die durch das Ablenkpegel-Suchen festgelegt worden ist, wird als Spannung an den Ablenkelektroden verwendet. Folglich ist

der Ablenkpegel für von den jeweiligen Öffnungen 191 ausgestoßenen Farbtröpfchen entsprechend schnell festgelegt.

Wenn die zentrale Steuereinheit von dem Ende des Phasesuchens und dem -einstellen informiert ist, versorgt sie die das Drucken steuernde Einheit 660 Zeile für Zeile mit einem Bildsignal. Aufgrund dieses Bildsignals legt dann die Einheit 660 Ladespannungsimpulse an die Elektroden an. Das Phasesuchen und -einstellen und das Drucken werden dann durchgeführt, indem die Elektrodenanordnung 210 in eine vorbestimmte Lage abgesenkt wird, nachdem die Farbtemperatur TI_n* und der Farbdruck P_ac in vorbestimmten Bereichen stabilisiert worden sind.

Nunmehr werden die Arbeitsweisen der einzelnen Abschnitte beschrieben, auf die entsprechend den verschiedenen Befehlen von der zentralen Steuereinheit weitergegangen wird, bis die Farbtemperatur T_mk und der Farbdruck P_ac stabil werden. Wenn eine Hauptenergiequelle angeschaltet wird, schaltet die zentrale Steuereinheit Energiequellen der Temperatursteuereinheit 640 die Drucksteuereinheit 650 und die das Drukken steuernde Einheit 660 an. Diese Einheiten 640,650 und 660 schalten dann jeweils entsprechend einer vorbestimmten Reihenfolge ihre inneren Energiequellen an. Daraufhin gibt die zentrale Steuereinheit einen Befehl zum Ansteuern der Pumpe 620 und einen Solldruck (maximalen Druck) P_x an die Drucksteuereinheit 650. Die Drucksteuereinheit 650 steuert dann die Pumpe 620 an und durch Vergleichen des mittels des Dehnungsmessers 613 festgestellten, tatsächlichen Drucks P_ac mit dem Solldruck P\ steuert sie den Pumpendruck, so daß der tatsächliche Druck P_ac gleich dem Solldruck P\ wird. Ein Ausgangskode der Einheit 650, welcher den Druck P«c anzeigt, wird überwacht, und die zentrale Steuereinheit gibt einen Befehl zum öffnen der Ventile 601 und 625 an die Drucksteuereinheit 650 ab, wenn der tatsächliche Druck P,c größer oder gleich (P₁ —a) wird, wobei a eine Konstante ist. Gleichzeitig wird der Solldruck P\, der von der zentralen Steuereinheit an die Drucksteuereinheit 650 angekoppelt worden ist, durch einen anderen Sollwert Pz ersetzt. Die zentrale Steuereinheit gibt auch einen Befehl zum Steuern des Heizungsvorgangs mittels des Heizers 603 und eine Solltemperatur 71 zum Steuern an die Temperatursteuereinheit 640 ab. Ferner werden von der zentralen Steuereinheit an die Temperatursteuereinheit 640 ein Befehl zum Anschalten des Heizers 630 und eine Solltemperatur T₂ für den Heizer 630 abgegeben. Die Drucksteuereinheit 650 erregt und öffnet dadurch die Ventile 601 und 625 und ändert deren Steuerbetrieb für die Pumpe 620, so daß der tatsächliche Druck P_ac gleich dem zweiten Solldruck P₂ wird. Die Temperatursteuereinheit 640 führt eine Aufwärtsregelung an dem Heizer 603 durch, so daß die Farbtemperatür T_aa die mittels des Thermistors 611 festgestellt worden ist auf die Solltemperatur 7Ί ansteigt Gleichzeitig steuert die Einheit 640 das Heizen mittels des Heizers 630 durch eine Verknüpfung einer Vorwärtsregelung zum Erhöhen der Temperatur 7Ί auf die Temperatur T₂ und einer Rückkopplungsregelung zum Anlegen einer Differenz (T₂- T_mk) zwischen der mittels eines Thermistors festgestellten Temperatur T_mk und der Solltemperatur T₂ als ein Fehlersignal bei der Vorwärtsbewegung.

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Wenn dann die Ventile 601 und 625 geöffnet werden, 631 an die Drucksteuereinheit 650 ab.

wird Farbe aus den öffnungen 191 ausgestoßen, und Der vorstehend beschriebene Verfahrensablauf kann

gleichzeitig strömt Luft und Farbe in den Bohrungen folgendermaßen zusammengefaßt werden. In einer Vor-

134 und dem Schlitz 141 über die Rohrleitungen 103, den bereitungsstufe wird zuerst die Pumpe 620 angesteuert.

Verteiler 330, die Rohrleitungen 331, das Ventil 625 und 5 um das Innere der Speicherkammer 610 auf einen ent-

die Rohrleitung 626 in den Vorratsbehälter 624. Durch sprechenden Druck zu bringen. Wenn der Speicher-

diesen Luft- und Farbstrom in den Vorratsbehälter 624 druck einen vorgegebenen Bezugswert erreicht, werden

fällt der Druck P_ac in der Speicherkammer 610 ab. Die die Ventile 601 und 625 geöffnet, und die Heizer 603 und

Arbeitsgeschwindigkeit der Pumpe wird höher, um ei- 630 sowie die Pumpe 631 angeschaltet Unter dieser

nen derartigen Abfall des Druckes P_ac auszugleichen, to Voraussetzung wird dann Farbe umgewälzt, während

wodurch dann der Druck (P_ac) allmählich ansteigt. Der sie gleichzeitig erwärmt wird, und die Luft im Innern der

Heizer 601 erwärmt die Farbe, die durch ihn hindurch zu Farbkammern wird zusammen mit der Farbe in den

dem Ausstoßkopf 100 fließt, während der Wärmeaus- Vorratsbehälter ausgetragen. Da zu diesem Zeitpunkt

tauscherblock 120 die erwärmte Farbe in dem Kopf 100 das Ventil 625 offen ist, ist der Farbdruck in dem Schlitz

erwärmt. In dieser Ausführungsform ist der Heizer 603 15 141 niedrig genug, um ein Versprühen von Farbe über

entsprechend ausgelegt, um die Farbe bis auf eine Tem- die Ausstoßöffnungen 19! zu vermeiden. Wenn die

peratur Ti zu erwärmen, während der Heizer 630 die Farbtemperatur am Schlitz 141 über einen Bezugspegel

Farbe auf eine Solltemperatur T₃ erwärmt ansteigt, wird das Ventil am Schlitz 141 über einen Be-

Die zentrale Steuereinheit überwacht die mittels des zugspegel ansteigt, wird das Ventil 625 geschlossen, so genannten Thermistors gefühlte Temperatur 7Ji*. Wenn 20 daß der Farbdruck am Schlitz 141 ansteigt, so daß Farbe diese Temperatur 7}„* höher oder gleich (T₂ — b) wird, aus den öffnungen 191 ausgestoßen werden kann. Jewobei b eine Konstante ist, überprüft die zentrale doch ist ein Versprühen und Verspritzen von Farbe verSteuereinheit den tatsächlichen Farbdruck P_ac in der mieden, da die Luft in den Farbkammern vollständig Speicherkammer 610. Wenn der Druck P_K höher oder entfernt worden ist Wenn die Temperatur T_mk und der gleich (Pi — c) wird, wobei c eine Konstante ist, gibt die 25 Druck P_ac der Farbe ihre vorbestimmten Bereiche erreizentrale Steuereinheit einen Befehl zum Schließen des chen, wird die Elektrodenanordnung 200 in ihre AufVentils 625 und einen dritten Solldruck P_n welcher den Zeichnungsposition abgesenkt Dann wird ein Phasensu-Druck P₂ ersetzt an die Drucksteuereinheit 650 ab. Die chen begonnen und eine Aufzeichnung durchgeführt, zentrale Steuereinheit ersetzt auch die Solltemperatur Die Farbe wird in zwei verschiedenen Stufen durch von- T₂ in der Temperatursteuereinheit 640 durch eine dritte 30 einander unabhängige Heizer 603 und 630 erwärmt, um Solltemperatur Γ_Λ Die Drucksteuereinheit 650 schließt deren Temperatur 7m in einem schmalen Bereich kondann das Ventil 625 und steuert die Pumpe 620 entspre- stant zu halten. Folglich ist der Temperaturanstieg und chend, um den tatsächlichen Druck P_ac gleich dem Soll- der Schwankungsbereich in jeder Stufe verhältnismäßig druck Pr zu machen. Die Temperatursteuereinheit 640 klein. Aus diesem Grund und da ein Fehler in der ersten wiederum führt eine Wärmesteuerung durch, um die 35 Stufe in der zweiten Stufe aufgefangen wird, ist die Temperatur T,„k gleich der Temperatur T_r zu machen, Schwankung der Farbtemperatur auf ein Minimum herd. h. sie führt eine konstante Heiztemperatursteuerung abgesetzt

durch, bei welcher eine Vorwärtsregelung zum Ausglei- In der beschriebenen Ausführungsform übernimmt

chen der Temperatur T₁ bezüglich der Temperatur T_r der Heizer 603 eine Vorwärm- Vorwärtsregelung auf die

durch eine Rückkopplungsregelung mit einer Tempera- 40 Solltemperatur 7Ί, während der Heizer 630 für eine

turdifferenz (T_r— Tmk) ausgeglichen wird. Verknüpfung einer Temperaturvorwärtsregelung von

Danach überwacht die zentrale Steuereinheit die der Solltemperatur Γι auf die Solltemperatur T_r und Temperatur Tm und den Druck P_ac. Wenn die Bezie- eine Vorwärtsregelung bei einem Fehler (T_r — Tm) hung Tr — d< TmS T_r + d und P_r — e^ P_ac£ P_r + e sorgt Es kann auch eine Anordnung verwendet werden, gehalten werden, bedeutet dies, daß die Farbtemperatur 45 bei welcher das zweite Temperatur erhöhende System Ti„k und der Farbdruck P,_c zulässige Bereiche erreicht mit dem Heizer 630, eine wärmeaustauschende Flüssighaben, welche jeweils die Steuerbereiche der Einheit keit und ein Wärmeaustauschblock als ein thermisches 640 und 650 sind, befiehlt die zentrale Steuereinheit ei- Filter oder als ein thermischer Dämpfer betrachtet werner (nicht dargestellten) das Heben und Senken der die den und der Heizer 630 mit einem konstanten Strom Elektroden steuernden Einheit, die Elektrodenanord- 50 gespeist wird, der der veränderlichen Umgebungstemnung 200 auf eine vorbestimmte Aufzeichnungsposition peratur entspricht, während mit dem Heizer 603 eine abzusenken. Wenn die Elektrodenanordnung 200 voll- Rückkopplungs- oder Prozeßsteuerung zum Auffangen ständig auf die Aufzeichnungsposition abgesenkt ist, be- einer Differenz zwischen der Temperatur 7},,* und dem fiehlt die zentrale Steuereinheit der das Drucken steu- Sollwert T_r durchgeführt wird. In diesem Fall wird eine ernden Einheit 660, ein Phasensuchen durchzuführen. 55 Temperaturschwankung innerhalb eines kurzen Zeitab-Nach dem Phasensuchen und -einstellen und einem Ein- Schnitts durch den thermischen Filter aufgefangen, wo· stellen eines Ablenkwertes fordert die das Drucken durch die Temperaturschwankung geringfügig gemacht steuernde Einheit die zentrale Steuereinheit auf, Bildsi- wird.

gnale abzugeben und führt dann eine Aufzeichnung Obwohl die Aufzeichnungseinrichtung so dargestellt

durch. 60 und beschrieben worden ist, daß sie sieben Gruppen von

Nach Beendigung der Aufzeichnung befiehlt die zen- Fahrbahnen aufweist, die zu dem Schlitz 141 führen,

trale Steuereinheit der Temperatursteuereinheit 640 die reicht es in einer sehr vereinfachten Anordnung auch

Heizer 603 und 630 abzuschalten und der entsprechen- aus, nur eine Gruppe oder wenige Gruppen von solchen

den Steuereinheit, die Elektrodenanordnung 200 aus der Bahnen vorzusehen. Wenn die Anzahl der Bahngruppen

Aufzeichnungsposition heraus anzuheben. Nach Ver- 65 nur eins ist, werden die Verteiler 300,310 und 320 nicht

streichen einer vorgegebenen Zeitdauer gibt die zentra- benötigt Eine Abwandlung der Einrichtung nach F i g. 1

Ie Steuereinheit einen Befehl zum Schließen der Ventile wird nachstehend in Verbindung mit einer Gruppe von

601 und 625 und zum Abschalten der Pumpen 620 und Farbbahnen beschrieben. In dieser Abwandlung weist

der Einlaßblock 110 einen Schlitz auf, während der Wärmeaustauscherblock 120 Schlitze aufweist, die an seiner Ober- und Unterseite in Verbindung mit den durchgehenden Bohrungen ausgebildet sind. Der Filterträger 130 weist einen Schlitz auf, der von vorne nach hinten durch den Filterträger verläuft. Die obere Wandung des Schlitzes des Filterträgers 130 läuft zu einer öffnung hin konisch zu, die in der oberen Wandung ausgebildet ist, so daß Farbe zu dem Ventil 625 ausgestoßen wird. Ein Filter, das in seiner Form zu dem Abschnitt des Schlitzes in dem Filterträger 130 komplementär ist, ist in dem Schlitz untergebracht Ferner ist die Farbeinlaßseite des Schlitzes 141 in dem Gehäuseteil 140 breiter ausgebildet und läuft konisch zu, um den Luftstrom zu dem Schlitz in dem Filterträger 130 zu fördern. In diesem Fall sind die Durchlässe, die mit dem Schlitz 141 in Verbindung stehen, nicht erforderlich.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit ganz bestimmten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden ist, ist sie in ähnlicher Weise auch bei anderen Farbstrahl-Aufzeichnungseinrichtungen mit einer Ablenksteuerung anwendbar, bei welchem unter Druck gesetzte Farbe von einer Ausstoßöffnung oder -öffnungen ausgestoßen wird.

Eine verbesserte Ausführungsform des Ausstoßkopfes 100 ist in F i g. 3 dargestellt, wobei die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und abgewandelte, aber einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen mit Strichindex bezeichnet sind.

Eine dicke ebene Glasplatte 184' ist an der Vorderseite des Gehäuseteils 140' angebracht Wie dargestellt weist die Glasplatte 184' öffnungen 185' auf, die bezüglich der Durchlässe 142 des Gehäuseteils 140' ausgerichtet sind, und durchgehende Bohrungen auf gegenüberliegenden Seiten der öffnungen 185' auf, um Verbindungsschrauben aufzunehmen. Außerdem weist die Glasplatte 184' auf ihrer Vorderseite eine Reihe von Blindbohrungen zum Festlegen von Düsenplatten auf. Die Vorder- und Rückseiten der Glasplatte 184' sind mittels einer doppelseitigen Schleifmaschine eben geschliffen, nachdem in ihnen Blindbohrungen ausgebildet sind. Die Rückseite der Glasplatte 184' ist in einem geringen Abstand (von 2/100 mm bis 3/100 mm) von der ebenen Oberfläche des Gehäuseteils 140' gehalten.

In F i g. 3 ist eine Düsenplatte mit 190' bezeichnet Die Düsenplatte 190' weist eine hochglanzpolierte, monochristaline dünne ebene Platte oder ein Silikonwafer mit einer Dicke von 0,3 mm auf. Diese Silikonwafer wird geätzt um zehn in gleichem Abstand voneinander angeordnete viereckige öffnungen 19Γ zu erhalten, welche als Farbausstoßöffnung dienen und auf einer Seite vorne 18 μΐπ lang sind. Das Silikonwafer wird ebenfalls geätzt, um ein öffnen an gegenüberliegenden Endteilen der Anordnung der Farbausstoßöffnungen zu erhalten. Da dieser Ausführungsform eine Düsenplatte 190' mit 42 Ausstoßöffnungen 191' für eine Aufzeichnung und eine Ausstoßöffnung 191' zum Überwachen aufweist werden fünf Siliconwafer oder -scheibchen derselben Ausführung als Düsenplatten verwendet Das Silikonscheibchen 190' ist mit der Oberfläche der Glasplatte 184' verbunden. Die Glasplatte 184', welche die Silikonscheibchen 190' trägt ist fest mit dem Gehäuseteil 140' verbunden, indem O-Ringe 189' in kreisförmigen Ausnehmungen 185' angeordnet sind. es

Bei dieser Anordnung der Glasplatte 184' und des Gehäuseteils 140' werden die O-Ringe 1189' einzeln zusammengedrückt um eine luftdichte Abdichtung zwischen der Glasplatte 184' und dem Gehäuseteil 140' zu erhalten. Ferner ist die Glasplatte 184' in einem geringen Abstand von dem Gehäuseteil 140' angeordnet. In der wiedergegebenen Ausführungsform sind die benachbarten Farbausstoßöffnungen 191' in einem Abstand von jeweils 5 mm voneinander angeordnet. Die aus den öffnungen 191' ausgestoßene Farbe dient zum Aufzeichnen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tintenversorgung für die Düsenkammer eines Farbstrahldruckers

a) mit einem Vorratsbehälter für die Druckfarbe,

b) mit einer Pumpe für die Förderung der Druckfarbe über eine Leitung von dem Vorratsbehälter zu einem Ausstoßkopf,

c) mit einer Auslaßdüse an der Düsenkammer in dem Ausstoßkopf,

d) mit einer Heizeinrichtung für die Erwärmung der Druckfarbe auf die Betriebstemperatur, und

e) mit einer Nebenleitung, über die Tinte aus der Düsenkammer abgeleitet und erneut dem Tintenvorrat zugeführt wird,