DE3204661A1 - Verfahren zum betrieb eines nach dem unterdruckverfahren arbeitenden schreibwerks - Google Patents

Description

• Verfahren zum Betrieb eines nach dem Unterdruckverfahren
• arbeitenden Schreibwerks Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines nach dem Unterdruckverfahren arbeitenden Schreibwerks mit mehreren über einen gemeinsamen Verteiler an einen Vorratsbehälter für eine Schreibflüssigkeit angeschlos-Serien Düsenkanälen, die individuell mit jeweils den Ausstoß eines Flüssigk eitstropens aus- der- Düsenkanal-Öffnung bewirkenden Stoßwellen anregbar sind.
• Beim Unterdruckverfahren herrscht in der Ruhestellung des Schreibwerks Unterdruck in den Düsenkanälen; in der Düsenöffnung bildet sich damit ein konkavcr Meniskus aus. Auf die Randflächen der Düsenkanalöffnungen gelangendeTinte wird durch den Unterdruck zurückgesaugt, so daß die Düsenkanäle einen Selbstreinigungseffekt aufweisen.
• An übliche Tinten, die auf Papier eine kontrastreichc Schrift ergeben sollen, werden bestimmte Anforderungen im Hinblick auf Oberflächenspannung, Viskosität und Lagerfähigkeit gestellt. Um zu verhindern, daß die Tinte in den Düsenkanalöffnungen eintrocknet, werden solchen Tinten die Eigenschaften einer Lösung verliehen, damit sich der Farbstoff nicht in den Düsenkanälen ablagern kann. Es ist beispielsweise bekannt, als Lcsungsmittel ein netzendes, hygroskopisches Frostschutzn.ittel zu verwenden, wobei diejenigen Anteile des Lösungsmittels, die - insbesondere im Bereich der Düsenkanalöffnung -verdunsten, durch Wasseraufnahme aus der Luft wieder ersetzt werden. Mit der Verwendung solcher Tinten ist in der Praxis bereits erreicht worden, daß die Düsenöffnungen nicht eintrocknen, selbst wenn das Schreibwerk längere Zeit nicht benutzt wird.
• Es ist aber auch bereits bekannt, andere Materialien als Papier mit derartigen Schreibwerken zu bedrucken.
• Dabei ist es je nach Beschaffenheit der zu bedruckenden Flächen und den Anforderungen an den Aufdruck - nichttoxisch, löschfähig - nicht immer möglich, für das Schrei~ ben auf Papier bewährte Tinten einzusetzen. Bestimmte Farbflüssigkeiten, die an sich im Hinblick auf solche Eigenschaften oder eine besonders gute Haftung auf bestimmten Oberflächen an sich bevorzugt eingesetzt werden könnten, können mit den eingangs definierten Schreibwerken aber nicht verarbeitet werden, da in den Schreibpausen - teilweise auch während des Schreibens - ein Eintrocknen von Farbflüssigkeit im Bereich der Düsenkanalöffnungen nicht zu verhindern ist.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das eingangs definierte Verfahren derart auszugestalten, daß bisher nur mit Schwierigkeiten oder über haupt nicht einsetzbare Farbflüssigkeiten in nach dem Unterdruckverfahren arbeitenden Schreibwerken verwendet werden können. Die Erfindung besteht darin, daß nichthygroskopische Schreibflüssigkeiten benutzt werden und die Düsenkanäle in Schreibpausen einem mit einem ständigen geringfügigen Ausfließen der Schreibflüssigkeit aus allen Düsenöffnungen verbundenen Überdruck ausgesetzt werden.
• Das Wesentliche der Erfindung ist darin zu sehcn, daß sich in Schreibpausen kein konkaver Meniskus aus Schreibflüssigkeit im Bereich der Düsenkanalöffnung ausbildet, sondern daß ein von der jeweiligen Oberflächenspannung der Schreibflüssigkeit abhängender konvexer Meniskus gebildet ist, übertdessen Oberfläche Schreibflüssigkeit in geringen Mengen abfließt. Die abfließende Schreibflüssigkeit kann dabei gesammelt und gegebenenfalls auch wieder in den Vorratsbehälter zurückgeführt werden.
• Die in der Praxis dabei austretenden Mengen der Schreibflüssigkeit sind so gering, daß auch lange Schreibpausen ohne eine störende erhebliche Verringerung der Schreibflüssigkeit im Vorratsbehälter in Kauf genommen werden können.
• Bezüglich der Schreibpausen sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß der zeitliche Abstand und die Zeitdauer der Schreibpausen unter Berücksichtigung der Konsistenz und Zusammensetzung der verwendeten nichthygroskopischen Schreibflüssigkeiten derart bestimmt ist, daß keine relevante Eintrocknung der Schreibflüssigkeit im Bereich der Düsenkanalöffnungen auftritt. Dies kann beispielsweise bedeuten, daß die verwendete Schreib flüssigkeit während des eigentlichen Schreibvorganges und auch in den üblichen Pausen zwischen dem Aufbringen einzelner Buchstaben oder Worte n-icht eintrocknet und daß insofern die Dauer der Schreibpause durch eine Unterbrechung im normalen Schreibrhythmus gegeben ist. Ebenso denkbar ist aber, daß die verwendete nichthygroskopische Schreibflüssigkeit durch Verflüchtigung des in ihr enthaltenen Lösungsmittels, insbesondere im Bereich der Düsenkanalöffnungen, langsam eindickt und damit die Düsenkanalöffnungen allmählich zusetzt. In solchen Fällen wird der normale Schreibrhythmus nach einer Zeitdauer - die in der Praxis am einfachsten empirisch ermittelt wird - unterbrochen und eine Schreibpause eingelegt, bis eine völlige Reinigung des-Bereichs der Düsenkanalöffnung durch die aufgrund des Überdrucks in den Düsenkanälen ausfließende Schreibflüssigkeit erreicht ist, Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung beschäftigt sich mit der Phase des Ausfließens von Schreibflüssigkeit aus den Dusenkanalöffnungen und sieht in diesem Zusammenhang vor, daß die Düsenkanalöffnungen in längeren Schreib pausen mit einem das Ausfließen verringernden oder verhindernden Dichtkörper abdeckbar sind. Dabei ist insbesondere das Verhindern des Ausfließens durch einen entsprechend eng an den Düsenkanalöffnungsbereichen anliegenden Dichtkörper z bevorzugen.
• Das Eintrocknen der Schreibflüssigkeit im Bereich der Düsenkanalöffnungen wird dabei durch den Überdruck in den Düsenkanälen vermieden, da der Überdruck ein Eindringen von Außenluft in den Bereich der Düsenkanalöffnung verhindert.
• Bezüglich des Wechsels zwischen Unterdruck ir der Intervallen der Schreibphase und Überdruck in Schreibpausen sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß das Schreibwerk und der Vorratsbehälter mittels eines flexiblen Schlauches miteinander verbunden und derart relativ gegeneinander beweglich sind, dß in Schreibpausen das Niveau der Schreibflüssigkeit im Vorratsbehälter von einer während der Schreibphase eingehal tenen Lage unterhalb (Unterdruck) in in Lage oberhalb (Überdruck) der Düsenkanalöffnungen verändQrt wird.
• Damit wird in einfachster Weise von einer Phase ;:!CS Unterdruckes in eine Phase des Überdrucks übergegangen.
• Dies kann gemäß einer vorteilhaften Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere konstruktiv und antriebstechnisch einfach durch erreicht werden, daß der Vorratsbehälter ortsfest angeordnet ist und das Schreibwerk einen Positionerantrieb zur Einstellung unterschiedlicher Lagen der Düsenkanal öffnungen bezüglich des Niveaus der Schreibflüssigkeit aufweist. Die für das Schreiben auf beliebigen Gegenständen, insbesondere auf gerade der Fertigung entnom- menen oder einer Prüfung unterzogenen Massenartikeln, notwendigen Positionierbewegungen des Schreibkopfes können also zugleich für die im Ranmen des crfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Änderung der Druckverhältnisse in den Düsenkanälen herangezogen werden.
• Beim Beschriften mancher Produkte oder Verpickungen wird bevorzugt, den Schreibkopf ortsfest anzuordiicn und die zu beschriftenden Flächenbereiche am Schreibkopf vorbeizu-fuhren; diese Methode ist beispielsweise für das Beschriften von Kabelmänteln bwkannt. In Anpas sung daran wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß dem Vorratsbehälter eine Antriebsvorrichtung zugeordnet ist. In diesem Zusämuen hang ist als vorteilhaft anzusehen, daß die Antriebsvorrichtung einen pneumatisch oder hydraulisch ir vertipaler Richtung innerhalb eines Zylinders verfahrbaren Kalben aufweist. Der Kolben kann dabei den Vorratsbehälter tragen; es ist aber auch möglich-, den Kolben lediglich mit der Bodenfläche des Vorratsbehälters zu koppeln.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand einem in vier Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
• Die Figuren zeigen in einer stark schematis ierten Far stellung ein Schreibwerk und einen Vorratsbehälter in vier verschiedenen typischen Phasen der Beschriftung eines beliebigen Gegenstandes.
• In den Figuren 1 bis 4 ist jeweils in schematischer Darstellung ein Schreibkopf S dargestellt, in dem einer von mehreren -Düsenkanälen D angedeutet i.st, die sämtlich in eine Verteilerplatte V einmünden. Die Verteilerplatze V ist über eine Schlauchleitung L mit einem Flüssigkeitsbehälter F für eine Schreibtinte T verbunden.
• In der Figur 1 befindet sich der Schreibkopf S in einer Lage, in der beispielsweise die erste Zeile eines auf einen nicht dargestellten Gegenstand aufzubringenden Textes geschrieben wird. Zwischen den Düsenkanälen D und dem Niveau der Schreibtinte T besteht ein Niveau unterschied, der sich in einem Unterdruck U1 auswirkt.
• Dies ist die normale Schreibsituation des Schreibkopfes S, d. h., daß durch entsprechende Anregung der Düsenkanäle D diesem Unterdruck eine Stoßwelle überlagert werden kann, die zum Austreten von Tintentröpfchen aus den entsprechenden Düsenkanälen D führt.
• In der Figur 2 hat der Schreibkopf S bereits mehrere Zeilen geschrieben und befindet sich beispielsweise in der Lage, in der die letzte Zeile des aufzubringenden Textes geschrieben werden kann. Die Fiöhendifferenz zwischen den Düsenkanälen D und dem Niveau ur Schreibtinte T ist derart, daß sich ein Unterdruck U2 in den Düsenkanälen D einstellt. Der Unterdruck U2 ist ebenso wie der Unterdruck U1 ausreichend und geeignet, um durch Überlagerung von Stoßwellen gezielt Schreibtintentröpfchen aus den Düsenkanälen D austreten zu lassen In der Figur 3 ist die Lage des Schreibkopfes S dargestellt, in die dieser gefahren wird, wenn eine Schreib pause vorliegt oder eingelegt werden muß. cr Schreibkopf S ist dabei so weit nach unten bewegt, daß sich das Niveau der Schreibtinte T im Flüssigkeitsberiä.lter F oberhalb der Düsenkanäle D befindet. Es fließt also ständig Schreibtinte T aus den öffnungen der Düsenkanäle D aus.
• In der Figur 4 ist eine Arbeitsphase des Schreibkopfes S dargestellt, die einer längeren Schreibpause entspricht.
• Der Schreibkopf S ist dabei auf dem gleichen Niveau wie in Fig. 3-oder auf einem diesem gegenüber verringerten Höhenniveau an einen Dichtgummi G herangefahren, der ein Austreten von Schreibtinte verhindert.
• 4 Figuren 7 Ansprüche Leerseite

Claims (7)

1. Patentansprüche 1.)Verfahren zum Betrieb eines nach dem Urlterdruckverah ren arbeitenden Schreibwerks mit mehreren über einen gemeinsamen Verteiler an einen Vorratsbehälter für eine Schreibflüssigkeit angeschlossenen Düsenkanälen, die individuell mit Jeweils dem Ausstoß eines Flüssigkeitstropfens aus der Düsenkanalöffnung bewirkenden Stoßwellen anregbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß nichthygroskopische Schreibflüssigkeiten (T) benutzt werden und daß die Düsenkanäle (D) in Schreibpausen einem mit einem ständigen geringfügigen Ausfließen der Schreibflüssigkeit aus allen Düsenkanalöffnungen verbundenen Überdruck ausgesetzt werden.
2. 2. Verfahren 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 der zeitliche Abstand und die Zeitdauer der Schreibpausen unter Berü-cksichtigung der Konsistenz und Zusammensetzung der verwendeten nichthygroskopischen Schreibflüssigkeiten (T) derart bestimmt ist, daß keine relevante Eintrocknung der Schreibflüssigkeit (T) im Bereich der Düsenkanalöffnungen auftritt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Düsenkanalöffnungen in längeren Schreibpausen mit einem das Ausfließen verringernden oder verhindernden Dichtkörper (G) abdeckbar - sind.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüch-e 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n'n z e i c h n e t , daß das Schreibwerk (S) und der Vorratsbehälter (F) mittels einer flexiblen Schlauchleitung (L) miteinander verbunden und derart relativ gegeneinander beweglich sind, daß in Schreibpausen das Niveau der Schreibflüssigkeit (T) im Vorratsbehälter (F) von einer während der Schreibphase eingehaltenen Lage unterhalb (Unterdruck) in eine Lage oberhalb (Uberdruck) der Düsenkanalöffnungen verändert wird.
5. 5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -net daß der Vorratsbehälter (F) ortsfest an6eordnet ist und das Schreibwerk (S) einen Positionierantrieb zur Einstellung unterschiedlicher Lagen der Düsenkanalöffnungen bezüglich des Niveaus der Schreibflüssigkeit (T) aufweist.
6. 6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß dem Vorratsbehälter eine Antriebsvorrichtung zugeordnet ist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebsvorrichtung einen pneumatisch oder hydraulisch in vertikaler Richtung innerhalb eines Zylinders verfahrbaren Kolben aufweist.