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Tintenschreibwerk für Büromaschinen
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Die Erfindung betrifft ein Tintenschreibwerk für Büromaschinen mit
einem längs eines Aufzeichnungsträgers bewegbaren Wagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art.
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Bei Tintenmosaikschreibwerken ist es erforderlich, dem Schreibkopf
kontinuierlich Tinte zuzuführen. Es ist bekannt, den dafür benötigten Tintenvorratsbehälter
stationär anzuordnen und zu dem längs der Schreibzeile bewegbaren Schreibkopf die
Tinte über eine flexible Leitung zuzuführen. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß
der Vorratsbehälter relativ großvolumig ausgebildet sein kann, ohne das der bewegte
Schreibkopf wesentlich zusätzlich belastet wird. Bei den raschen Beschleunigungs-
und Verzögerungsvorgängen sind jedoch im Bereich der flexiblen Leitung hervorgerufene
Druck- und Saugstöße zu befürchten, die sich in den Schreibkopf fortsetzen. Dieses
führt zu Störungen bei der Tintentropfenbildung und zur Beeinträchtigung der Schriftqualität.
Die Störungen können auch dazu führen, daß die Funktionsfähigkeit des Schreibkopfes
unterbrochen wird.
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Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, wird bei der bekannten Anordnung
nach der deutschen Offenlegungsschrift 24 59 744 der Tintenvorratsbehälter mit dem
Schreibkopf entlang der Schreibzeile des Aufzeichnungsträgers mitgeführt. Dadurch
erhöhen sich aber die Trägheitsmassen auf dem Schreibwagen, welche während des Schreibbetriebes
im Wechsel beschleunigt und verzögert werden müssen. Es ist dabei auch in Betracht
zu ziehen, daß sich diese Trägheitsmassen im Verlauf der Entleerung des Tintenvorratsbehälters
verändern, so daß unterschiedliche Beschleunigungs- und Verzögerungsbedingungen
herrschen. Aus diesem Grunde muß der mit dem Schreibkopf mitgeführte Tintenbehälter
relativ
klein gehalten werden.
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Die oben genannten Nachteile werden durch die deutsche Offenlegungsschrift
31 37 970 dadurch vermieden, daß die in einem stationär angeordneten Vorratsbehälter
gespeicherte Tinte mittels einer Schlauchpumpe über eine Zuflußleitung zu einem
Zwischenbehälter auf dem bewegbaren Wagen gefördert wird. Dieser Zwischenbehälter
weist eine Tintenendanzeigevorrichtung auf, die den fehlenden Tintennachschub beim
leergepumpten Tintenbehälter anzeigt und die Pumpe abschaltet. Hierdurch kann zwar
auf eine Tintenendanzeige im als Wegwerfteil konzipierten Vorratsbehälter verzichtet
werden, aber es läßt sich die Bildung eines Unterdrucks im Vorratsbehälter durch
die Pumpe nicht vermeiden. Dieser Unterdruck verursacht aber beim Wechseln des Vorratsbehälters
mitunter einen Lufteinschlag ins System, das zu Störungen im Schreibvorgang führt.
Hierdurch werden z. B.
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aus einigen Düsenöffnungen keine Tintentröpfchen mehr ausgestoßen,
so daß sich keine gute Schriftqualität mehr erzielen läßt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tintenschreibwerk mit
auf einem bewegbaren Wagen austauschbar angeordneten Tintenschreibkopf und ein mit
diesem in Fließverbindung stehenden Tintenzwischenbehälter zu schaffen, bei dem
ein automatisches und störungsfreies Nachfüllen von Tinte mittels einer Pumpe über
einen Zulaufkanal von einem stationär angeordneten Tintenvorratsbehälter ermöglicht
und dem Tintenschreibkopf gasblasenfreie Tinte zugeführt wird. Weiterhin soll die
Bildung eines Unterdrucks in dem Tintenvorratsbehälter und in dem Zulaufkanal vermieden
werden. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch gekennzeichnete Erfindung
gelöst.
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Das erfindungsgemäße Zwischenreservoir verhindert auf einfachste Weisezdie
Bildung eines störenden Unterdrucks in dem Tintenvorratsbehälter bzw. in dessen
Abflußleitung. Hierdurch wird ein
Lufteinschlag in das System und
dadurch entstehende Störungen sicher vermieden. Auch hierbei ist die Tintenendanzeige
nicht mehr Bestandteil des wegwerfbaren Vorratsbehälters. Da der Tintenvorratsbehälter
niveauhöher als das Zwischenreservoir angeordnet ist, wird das Zwischenreservoir
immer wieder selbsttätig gefüllt. Bei leerem Tintenbehälter wird Tinte so lange
aus dem Zwischenreservoir gepumpt bis die Anzeige Tintenende meldet.
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Das erfindungsgemäße Tintenschreibwerk ermöglicht eine stets gleichbleibende
Schriftqualität.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind
den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird anhand des in den
Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt: Figur 1
eine schaubildliche Darstellung eines Tintenschreibwerkes mit dem Erfindungsgegenstand,
Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Zwischenreservoir, Figur 3 eine Einzelheit
aus Figur 2 und Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Zwischenreservoir.
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In Figur 1 ist ein auf Achsen 1, 3 längs eines Aufzeichnungsträgers
5 geführter Schlitten 7 dargestellt, auf dem ein Tintenmosaikschreibkopf 9 und ein
Tintenzwischenbehälter 11 austauschbar angeordnet sind. Der Aufzeichnungsträger
ist über eine Papierwalze 13 transportierbar, welcher über einen nicht dargestellten
Schrittmotor antreibbar ist. Der Tintenmosaikschreibkopf 9 wird während der Schreibpause
zum Einziehen eines neuen Aufzeichnungsträgers und zum Reinigen der Düsenflächen
in eine außerhalb: des Schreibbereich-es liegende Abdeck- und Reinigungsstation
gefahren.
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Der Tintenmosaikschreibkopf 9 und der Tintenzwischenbehälter 11 bilden
eine Austauscheinheit, wobei der Tintenmosaikschreibkopf -9 eine Kupplungshälfte
17 und der Schlitten 7 die andere Kupplungshälfte 19 einer elektrischen Kupplung
21 aufweisen. Die an dem Schlitten 7 angeordnete Kupplungshälfte 19 der elektrischen
Kupplung 21 ist über ein Flachbandkabel 23 und einer weiteren elektrischen Kupplung
25 mit einem Steuerelement 27 verbunden. Dieses Steuerelement 27 gibt über das Flachbandkabel
23 Steuerimpulse zu den in dem Schreibkopf 9 angeordneten piezoelektrischen Elementen,
durch welche einzelne Tintentropfen aus den Austrittsdüsen von Druckkammern in bekannter
Weise asynchron ausgestoßen werden. Solche Tintenmosaikschreibköpfe erfordern selbstverständlich
einen Tintennachschub in ihre Kammern, um die Tinte zu ersetzen, die als Tropfen
zur Erzeugung von Mosaikschriftzeichen auf dem Aufzeichnungsträger 5 ausgestoßen
werden. Zu diesem Zweck steht der Mosaikschreibkopf 9 über einen nicht dargestellten
Kanal mit einer Tintenkammer des Tintenzwischenbehälters 11 in Fließverbindung.
Der Schlitten 7 weist eine fest angeordnete Kupplungshälfte 37 auf, die einerseits
mit einem Tintenzuführungsschlauch 39 verbunden ist.
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und andererseits mit der anderen Kupplungshälfte 33 an dem Tintenzwischenbehälter
11 beim Kuppeln der hydraulischen Kupplung 35 luftdicht kuppelbar ist.
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Der Tintenzuführungsschlauch 39 ist mit einer durch einen Motor 41
antreibbaren Pumpe 43 verbunden, welche über eine Zuflußleitung 45 mit einem Zwischenreservoir
47 in Fließverbindung steht. Dieses Zwischenreservoir 47 ist ebenso wie die Pumpe
43 gestellfest, aber niveautiefer als ein Tintenvorratsbehälter 49 angeordnet, mit
dem das Zwischenreservoir 47 über eine Zuflußleitung 51 in Fließverbindung steht.
Da der Tintenvorratsbehälter 49 auswechselbar angeordnet ist, weisen dieser (49)
und die Zuflußleitung 45 je eine Kupplungshälfte 53, 55 einer hydraulischen Kupplung
57 auf. Die Kupplungshälfte 53 kann z. B. eine Hohlnadel aufweisen, durch die beim
Kuppeln
ein Gummipfropfen zu einer Tintenkammer des Tintenvorratsbehälters
49 in bekannter Weise durchstechbar ist.
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Das Zwischenreservoir 47 besteht gemäß Figur 2 aus einem Gehäuse
mit einer Bodenplatte 59 und einem mit dieser (59) durch eine Abdichtungsmembran
61 flüssigkeitsdicht verbundenen Deckel 63.
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Dieser Deckel 63 weist eine zylindrische Ausnehmung für eine Tintenspeicherkammer
31 auf, die über Zuflußkanäle 65, 67 mit der Zuflußleitung 51 von dem Tintenvorratsbehälter
49 und über einen Abflußkanal 69 mit der Zuflußleitung 45 zu der Pumpe 43 in Fließverbindung
steht. An der Decke 89 der Tintenspeicherkammer 31 ist eine Blase 90 schwebend aufgehängt,
deren Blaseninnenraum 91 über eine Luftöffnung 92 mit der Atmosphäre derart verbunden
ist, daß das Luftvolumen der Blase 90 sich dem Tintenvolumen in der Tintenspeicherkammer
31 selbsttätig anpaßt.
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Die Blase 90 weist eine öffnung 95 mit einem halsförmigen Kragen
93 auf, der mit einem zentrisch in dem Deckel gelagerten Einsatzteil 94 fest verbunden
ist. Die in dem Einsatzteil 94 angeordnete Luftöffnung 92 mündet in den Blaseninnenraum
91.
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In der zylindrischen Luftöffnung 92 ist ein als Anzeigeelement dienender
zylindrischer Abfragestift 96 bewegbar gelagert, der durch Eigengewicht auf dem
bewegbaren Boden 97 der Blase 90 immer aufliegt. Der Abfragestift 96 weist eine
Abflachung 98 auf, über die die Luft in den Blaseninnenraum 91 ein- bzw. herausfließen
kann. Das obere Ende 99 des Abfragestiftes 96 wirkt mit einem Abfrageelement zusammen,
der Steuerimpulse über ein Steuerelement 100 und einen Verstärker 101 an den Motor
41 für die Pumpe 43 abgibt, siehe Figur 3. Das Abfrageelement besteht aus einer
Induktionsspule 102, die konzentrisch um die Luftöffnung 92 In dem Einsatzteil 94
angeordnet ist. Die Induktionsspule 102 ist über eine Leitung 103 mit dem Steuerelement
100, der ein Mikroprozessor sein kann? verbunden. Das Steuerelement 100 steuert
den Motor 41 für die
Pumpe 43 je nach dem Tintenstand in der Tintenkammer
des Zwischenbehälters 11 derart, daß stets genügend Tinte zum Nachfließen in den
Tintenschreibkopf 9 vorhanden ist.
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Solange noch Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter 49 über die Zuflußleitung
51 und die Zuflußkanäle 65 und 67 in die Tintenspeicherkammer 31 selbsttätig nachfließt,
befindet sich das obere Ende 79 des Abfragestiftes 99 in der gestrichelten Darstellung
gemäß Figur 2. Hierbei ist das Luftvolumen in der Blase 90 ziemlich klein. Beim
Nachfüllen des Zwischenbehälters 11 oder beim Durchspülen des Schreibkopfes 9 wird
mit der Schlauchpumpe 43 Tinte aus der Tintenspeicherkammer 31 gepumpt.
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Zwischen den zeitlich auseinanderliegenden Pumpzyklen wird die Tintenspeicherkammer
31 wieder selbsttätig gefüllt. Bei leerem Tintenvorratsbehälter 49 wird Tinte so
lange aus der Tintenspeicherkammer 31 gepumpt bis der Abfragestift 99 die in Figur
2 dargestellte ausgezogene Lage einnimmt. Bei der Bewegung des Abfragestiftes aus
der gestrichelten in die ausgezogene Lage gemäß Figur 2 nimmt die in der Induktionsspule
102 induzierte Spannung ständig ab Erreicht die induzierte Spannung einen Mindestwert,
so wird der Motor 41 für die Pumpe 43 über Steuerelement 100 abgeschaltet. Ober
den Abfragestift 99 und damit über das Steuerelement 100 wird außerdem noch eine
akustische oder optische Signaleinrichtung für die Tintenendanzeige des Tintenvorratsbehälters
49 angesteuert werden. Hierdurch kann auf eine gesonderte Tintenendanzeigevorrichtung
an dem Tintenvorratsbehälter 49 verzichtet werden. Der durch die als Schlauchpumpe
ausgebildete Pumpe 43 erzeugte Unterdruck hat keinen Einfluß mehr auf den Tintenvorratsbehälter
49, so daß hierdurch ein Lufteinschlag in das Tintenversorgungssystem vermieden
wird. Die in dem Tintenvorratsbehälter 49 verbleibende Tintenrestmenge ist über
die Tintenendanzeigevorrichtung des Zwischenreservoirs 47 frei wählbar.
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Die Blase 90 ist diskusscheibenförmig ausgebildet und besteht z. B.
aus Butylkautschuk. In dem Deckel 87 des Zwischenbehälters 11 ist ein durch eine
Schraube 104 verschließbares Entlüftungsloch 105 zum Entlüften der Tintenspeicherkammer
31 exzentrisch angeordnet. Das Entlüftungsloch 105 ist an der höchsten Stelle in
der Tintenspeicherkammer 31 angeordnet, wobei die Decke. 89 des Deckels 63 zu dem
Entlüftungsloch 105 hin abgeschrägt ist.
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Um ein Herausfallen des Abfragestiftes 96 aus dem Luftloch 92 und
ein Eindringen von Schmutz in den Blaseninnenraum 91 zu verhindern, weist das Einsatzteil
94 eine Abdeckkappe 106 mit einem seitlichen Entlüftungsloch 107 auf.
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Das Eindringen von eventuell noch in der Tinte enthaltenen Gasbläschen
in den Tintenschreibkopf 9 wird zusätzlich durch ein Filter 110 gesichert, der vor
dem Auslaufkanal 69 in der Bodenplatte 41 des Zwischenreservoirs 47 angeordnet ist.
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Die mit dem Abfragestift 96 als Tintenendanzeigevorrichtung dienende
Induktionsspule 102 kann selbstverständlich auch als eine Lichtschrankensteuerung
ausgebildet sein. Ebenso kann das Zwischenreservoir 47 aus einer flexiblen Tintenspeicherblase
81 bestehen, die mit Abnehmen der Tinte ebenfalls verformbar ist, siehe Figur 4.
Das Zwischenreservoir 47 gemäß Figur 4 weist einen durch einen Deckel 83 und eine
Bodenplatte 85 gebildeten Hohlraum 87 auf, in dem die diskusscheibenförmig ausgebildete
Tintenspeicherblase 81 angeordnet ist. Der Deckel 83 und die Bodenplatte 85 sind
ebenfalls durch eine Abdichtungsmembran 89 flüssigkeitsdicht miteinander verbunden.
Die Unterseite 111 der Tintenspeicherblase 81 liegt stets auf der Oberfläche 113
der Bodenplatte 85 auf, während sich die Oberseite 115 mit Tintenzu- und -abnahme
entsprechend auf- und abbewegt. Auf der Oberseite 115 dieser Tintenspeicherblase
81 liegt ein Abfragestift 117 frei auf, der in einem Ventilationsloch 121 des Gehäusedeckels
83 frei bewegbar gelagert ist. Dieser Abfragestift 117 wirkt mit einer Induktionsspule
119 in der für die Figur 3 beschriebenen
Weise zusammen. Die Tintenspeicherblase
81 weist einerseits einen Tintenzuführungsschlauch 123 auf, der in einer Bohrung
125 des Gehäusedeckels 83 fest angeordnet und mit der Zuflußleitung 51 zu dem Tintenvorratsbehälter
49 fest verbindbar ist. Der Abfluß der Tinte aus dem Tintenspeicherraum 127 der
Tintenspeicherblase 81 erfolgt über einen Abflußschlauch 129, der in einer Bohrung
131 des Deckels 83 fest angeordnet und mit der Zuflußleitung 45 zu der Pumpe 43
fest verbindbar ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel fließt die Tinte aus dem
Tintenvorratsbehälter 49 selbsttätig in die Tintenspeicherkammer 127 der Tintenspeicherblase
81, wobei die Pumpe 43 beim Nachfüllen des Zwischenbehälters 11 und beim Durchspülen
des Schreibkopfes 9 lediglich Tinte aus der Tintenspeicherkammer 127 der Tintenspeicherblase
81 entnimmt.
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Durch das zwischen der Pumpe 43 und dem Tintenvorratsbehälter 49 angeordnete
Zwischenreservoir 47 wird die Bildung eines störenden Unterdrucks in dem Tintenvorratsbehälter
49 und in der Abflußleitung 51 verhindert. Hierdurch wird beim Wechseln des Tintenvorratsbehälters
49 ein- Lufteinschlag in das Tintenversorgungssystem vermieden. Dadurch wird die
Erzeugung einer gleichbleibenden guten Schriftqualität stets gewährleistet.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der wegwerfbare Tintenvorratsbehälter
49 keine Tintenendanzeige mehr aufweisen muß und daher billiger gefertigt werden
kann.
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