DE3209947C1 - Vorrichtung zur Entlüftung und zur Dämpfung von Druckschwankungen in einem Tintenschreibkopf - Google Patents

Description

• Treten beispielsweise durch Erschütterungen des Schreibkopfes Druck- und Unterdruckstöße im Versorgungsteil, vor allem im Tintenzuführungskanal, auf, so wird die Ausbreitung derartiger Druckstöße in den Düsenkanälen 1 durch'den ersten Drosselkanal 5 verhindert Sie wirken sich lediglich bis zur Verteilerkammer 6 aus und werden hicr durch Einwirkung auf die flexible Membran 8 abgebaut. Damit wird verhindert, daß Luft über die Austrittsöffnungen der Düsenkanäle eindringen kann, was bei einem nach dem sogenannten Unterdruckprinzip arbeitenden Schreibkopf zu einem Ausfall einzelncr oder sämtlicher Schreibdüsen führen würde.
• Im Tintenzuführungskanal 7 mitgeführte Luft- und Gasbläschen werden zugleich in der Verteilerkammer 6 gesammelt, steigen hier nach oben und können bei einem gelegentlichen Reinigen der hier nicht dargestellten Düsenplatte beseitigt werden. Zur Entfernung von Luft- und Gasbläschen wird im Tintenzuführungskanal der Druck erhöht, beispielsweise dadurch, daß im hier nicht dargestellten Tinlenvorratsbehäller eine manuell bewirkte kurzzeitige Druckerhöhung erzeugt wird.
• Dadurch wird die in der Verteilerkammer 6 angesaminelte Luft über die Durchgangsbohrung 11 und den Drosselkanal 10 in den Entlüftungskanal 3 gedrückt und über dessen Austrittsöffnung am Schreibkopf ausgestoßen. Dabei werden zugleich auch Luft- und Gasbläschen, die sich in der Verteilereinrichtung 5 befinden, über den Drosselkanal 9 nach oben gedrückt und gelangen ebenfalls über den Entlüftungskanal 3 nach außen.
• Für die oben beschriebene Funktion der Vorrichtung wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die Dimensionierung der Drosselkanäle derart zu gestalten, daß bei einer Druckerhöhung im Tintenzuführungskanal 7 stets eine Strömung von der Verteilereinrichtung 4 über den ersten Drosselkanal 9 zum Entlüftungskanal 3 erzeugt wird. Auf diese Weise wird eine sichere und zuverlässige Entlüftung sowohl des Tintenversorgungs- kanals 7 als auch der Verteilereinrichtung 4 erreicht. Für einen im praktischen Betrieb sicher arbeitenden Schreibkopf kann der Drossel kanal 5 einen Durchmesser von etwa OA mm besitzen. Für die Dimensionierung des Drosselkanals 5 spielt es eine Rolle, daß die für den normalen Schreibbetrieb erforderliche Tintenmenge über die Verteilereinrichtung 4 den Schreibdüsen 1 in ausreichender Menge zugeführt wird. Die Drosselkanäle 9 und 10 können demgegenüber einen kleineren Durchmesser aufweisen.
• F i g. 2 zeigt in Aufsicht ein Ausführungsbeispiel für den rückseitigen Abschluß eines Tintenschreibkopfes.
• Die in Fig. 2 verwendeten Bezugszeichen entsprechen denen der F i g. 1. Die Verteilereinrichtung 4, sowie die Drosselkanäle 9 und 10 sind hier durch Ausnehmungen in einer Platte gebildet. Der Drosselkanal 5 und die Verbindung zwischen der Verteilerkammer und dem Drosselkanal 10 sind durch Öffnungen in der Platte gebildet. Die Platte mit den Ausnehmungen und den Öffnungen kann mit einer einzigen Spritzform ohne zusätzliche Arbeitsgänge hergestellt werden.
• Bezugszeichenliste 1 Düsenkanäle 2 Antriebselemente 3 zusätzlicher Düsenkanal, Entlüftungskanal 4 Verteilereinrichtung 5 erster Drosselkanal 6 Verteilerkammer 7 Tintenzuführungskanal 8 flexible Membran 9 zweiter Drosselkanal 10 dritter Drosseikanal 11 Durchgangsbohrung - Leerseite - - Leerseite -

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Entlüftung und zur Dämpfung von Druckschwankungen in einem Tintenschreibkopf mit mehreren Schreibdüsen. die über eine gemeinsame Verteilereinrichtung für die Schreibflüssigkeit und einem Tintenzuführungskanal mit einem Tintenvorratsbehälter in Verbindung stehen, und bei denen in der Umgebung des höchsten Punktes im Schreibkopf eine das Versorgungssystem gegenüber der umgebenden Luft abgrenzende elastische Wand vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilereinrichtung (4) über einen ersten Drosselkanal (5) mit einer Verteilerkammer (6) verbunden ist, in die der Tintenzuführungskanal (7) mündet. und über einen zweiten Drosselkanal (9) mit einem als Entlüftungskanal (3) vorgesehenen Düsenkanal verbunden ist, und daß ein dritter Drosselkanal (10) zwischen dem Entlüftungskanal (3) und der Verteilerkammer (6) vorgesehen ist 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dimensionierung der Drosselkanäle (5, 9, 10) derart ist, daß bei Druckerhöhung im Tintenzuführungskanal (7) stets eine Strömung von der Verteilerkammer (6) zum Entlüftungskanal (3) stattfindet.

   3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilereinrichtung (4) die Drosselkanäle (5, 9, 10), der Tintenzuführungskanal (7) und die Verteilerkammer (6) durch ein einziges Spritzteil gebildet sind.

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

   Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-AS 25 43 397 bekannt. Mit der zwischen einer Verteilereinrichtung und den einzelnen Düsenkanälen angeordneten Drosselplatte, die je Düsenkanai einen kapillaren Zulaufkanal besitzt, sind Probleme sowohl hinsichllich der Tröpfchenerzeugung als auch hinsichtlich der Abscheidung von in der Schreibflüssigkeit mitgeführten Luftbläschen verbunden: Zum einen erfordert eine optimale Tröpfchenbildung nämlich einen sogenannten weichen Abschluß der Düsenkanäle in Richtung zum Tintenversorgungsteil, was durch die kapillaren Zulaufkanäle der bekannten Drosselplatte nicht immer gewährleistet ist. Zum anderen wird durch die Drosselwirkung der je Düsenkanal vorgesehene kapillaren Zulaufkanäle in der Drosselplatte die Abscheidung von Luft- und Gasbläschen, die in einem Düsenkanal entstehen, oder über die Austrittsöffnung eines Düsenkanals eindringen können, erheblich erschwert, wenn nicht verhindert.

   Aus der DE-OS 23 23 220 ist eine Druckausgleichsvorrichtung bekannt, die aus einem in den Tintenschreibkopf eingelassenen, mit Schreibflüssigkeit gefüllten und eine elastisch verformbare Wandung aufweisenden Hohlraum besteht. Eine Drosselplatte ist nicht vorgesehen. Diese bekannte Vorrichtung verbessert lediglich den Ausgleich von Druckänderungen.

   Schließlich ist es aus der DE-OS 25 43 452 bekannt, im Tintenversorgungssystem eines Tintenschreibkopfes einen Entlüftungskanal vorzusehen. Nachteilig wirkt sich hier aus, daß kurze Druckänderungen unmittelbar auf die Austrittsdüsen einwirken bzw. daß die Sperrwirkung der kapillaren Kanäle in der Drosselplatte eine einwandfreie Entlüftung der Schreibdüsen erschweren.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der die über einen Tintenzuführungskanal zugeführte Tinte gleichmäßig an die einzelnen Düsenkanäle des Tintenschreibkopfes verteilt, zugleich Druckstöße, die sowohl über den Tintenzuführungskanal als auch über die Düsen kanäle ankommen, gedämpft und schließlich die in der Tinte mitgeführten Luft- und Gasbläschen sicher entfernt und abgeschieden werden.

   Gelöst wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches l.

   Ein gemäß der Erfindung gestalteter Schreibkopf weist den Vorteil auf, daß die im Anschluß an den Ausstoß eines Tintentröpfchens in Richtung zum Versorgungsteil zurücklaufenden Druckwellen dort sozusagen weich reflektiert werden, daß zugleich Druckschwankungen und Druckstöße aus dem Versorgungsteil, die vor allem bei Erschütterungen des Schreibkopfes auftreten, sicher gedämpft und daß Luft-und Gaseinschlüsse, die in den Düsenkanälen oder im Versorgungsteil mitgeführt werden, zuverlässig abgeschieden werden.

   Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Dort zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel für einen Schreibkopf in einer Schnittdarstellung, F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel für den Versorgungsteil des Schreibkopfes nach Fig. 1.

   Im in F i g. 1 - teilweise dargestellten Schreibkopf verlaufen die Düsenkanäle 1 vom Versorgungsteil ausgehend in Richtung zu einer hier nicht dargestellten Düsenplatte, mit der der Schreibkopf in Richtung zu einem Aufzeichnungsträger abgeschlossen ist. Jedem Düsenkanal 1 ist ein Antriebselement 2, vorzugsweise ein Piezoelement zugeordnet. Ein zusätzlicher Düsenkanal 3, dem kein Antriebselement zugeordnet ist, dient als Entlüftungskanal. Im Versorgungsteil enden die Düsenkanäle 1 arl einer gemeinsamen Verteilereinrichtung 4.

   Die Verteilereinrichtung 4 steht über einen ersten Drosselkanal 5 mit einer Verteilerkammer 6 in Verbindung, in die auch der Tintenzuführungskanal 7, der mit einem hier nicht dargestellten Tintenvorratsbehälter in Verbindung steht, mündet. Die Verteilerkammer 6 ist gegenüber der umgebenden Luft mit einer flexiblen Membran 8 abgeschlossen. In der Verteilerkammer 6 werden nicht nur Druckstöße abgebaut sondern sie dient auch als Luft- und Gasabscheidekammer. Die Verteilereinrichtung 4 ist über einen zweiten Drosselkanal 9 - mit dem Entlüftungskanal 3 des Schreibkopfes und weiterhin über einen dritten Drosselkanal 10 und eine Durchgangsbohrung 11 ebenfalls mit der Verteilerkammer 6 verbunden. Der gesamte Versorgungsteil mit der Verteilereinrichtung 4, den Drosselkanälen 5,9 und 10 der Durchgangsbohrung 11 sowie mit dem Tintenzuführungskanal 7 kann in vorteilhafter Weise in einem Spritzteil vereinigt sein.

   Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung wird im folgenden näher beschrieben.