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Tintenstrahlaufzeichnungsgerät Die Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät,
bei dem Tinte durch einen Tintenkanal aus einem Tintentanl einer Düse zugeführt
und aus dieser zum Drucken ausgetrieben wird.
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Bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät wird intermittierend aus
einem Tintentank unter Druck zugeführte Tinte in feinen Partikeln durch eine Düse
ausgetrieben, die einen Innendurchmesser von ungefähr 1/10 mm aufweist, wobei die
Tinte der Einwirkung eines elektrischen Hochspannungsfeldes ausgesetzt wird und
die Sprührichtung der Tintenpartikel durch ein Ablenksystem derart gesteuert wird,
daß die Partikel zum Druck von Buchstaben oder dergleichen auf ein Blatt Aufzeichnungspapier
geleitet werden. Um einen gestochen scharfen und stabilen Druck mit diesen Geräten
zu erzielen, ist es erforderlich, daß cie aus der Diise.ausyetriehenen Tirii-ennartikel
in der richtigen Größe und in genau bestimmten Zeitintervallen austreten.
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Es tritt jedoch häufig auf, daß Luft in der Tinte mitgeführt wird,
die in einer zur Versorgung der Ddse mit unter Druck stehender Tinte dienenden Pumpe
oder in einen Tintentank enthalten ist, aus dem Tinte der Tintenpumpe zugeführt
wird. Wenn außerdem der Tintentank von einer aus einem dünnen Gummifilm bestehenden
Patrone gebildet wird, wirkt sich der von der Pumpe erzeugte Unterdruck bis in das
Innere der Patrone aus, wodurch Luft durch den dünnen Gummifilm in die in der Patrone
enthaltene Tinte eingesaugt wird. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, daß während
des Pumpenbetriebes Luft in die Tinte gelangt. Die in die Tinte eintretende Luftmenge
ist an sich äußerst gering.
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Da jedoch die Düse einen sehr kleinen Innendurchmesser aufweist, führt
die in der Tinte mitgeführte Luft dazu, daß die Strömung in dem aus der Düse austretenden
Tintenstrahl unterbrochen wird Außerdem würde eine in dem Tintenkanal vorhandene
Luftschicht zu Unregelmäßigkeiten in dem Tintenförderdruck führen. Es ergeben sich
somit die Nachteile, daß die Tintenpartikel aus der Düse nicht unter stabilen Bedingungen
in vorbestimmten Intervallen austreten, was zur Folge hat, daß sich kein scharfer
und genauer Druck der Buchstaben oder dergleichen auf dem Aufzeichnungspapier ergibt.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
zu schaffen, bei dem ein Mitführen von Luft in der der Düse zugeführten Tinte auseeschlossen
ist, so daß stets stabile Druckbedingungen gcwährleistet sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Tintenstrahlaufzeit:hnungsgerbt
gemiiß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß cs in dem Tintenkanal eine Linrichtung
zur EntfrIiung von iri der Tinte mitgeführter Luft aufweist.
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Das neue Tintenstahlaufzeichnungsgerät kann mit verschiedenen Abwandlungen
betrieben werden. Ein solches abgewandeltes Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, bei
dem Tinte aus dem Tintentank unter Druck der Düse der Tintenpumpe zugefördert wird,lst
zum Beispiel dadurch nekennzeichnet, daß es einen am vorderen Ende eines auf der
Druckseite der Tintenpumpe angeordneten ersten Tintenkanales angeordneten Tinten-Zwischenbeh<alter
aufweist, der über zumindest einen nach oben weisenden Teil verfügt und daß an einer
Bodenöffnung des Tinten-Zwischenbehälters ein zweiter Tinte der Düse zuleitender
-Tintenkanal angeschlossen ist. Die in der Tinte enthaltene Luft wird hierbei von
der Tinte getrennt und in dem oberen Teil des Tinten-Zwischenbehälters zurückgehalten,
so daß der Düse lediglich luftfreie Tinte zugeführt wird.
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Eine weitere angewandelte Ausführungsform des neuen Tintenstrahlaufzeiöhnungsgeräte
zeichnet sich dadurch aus, daß ein mit Tinte gefüllter Hilfstintenbehälter am oberen
Ende des Tinten-Zwischenbehälters angeordnet und mit diesem durch ein Ventil verbunden
ist, das während einer Nichtdruckperiode geöffnet ist.
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Wenn auch die ersterwähnte abgewandelte Ausführungsform zufolge des
Tinten-Zwischenbehälters stabile Druckbedingungen schafft, so könnten sich doch
beim Vorhandensein lediglich eines solchen Tinten-Zwischenbehälters Schwierigkeiten
ergeben, wenn es darum geht, über einen langen Zeitraum von der Tinte iritgeführte
Luft einzuschließen. Die letzterhnte zweite Ausführungsform gestattet es, im Gegensatz
hierzu, auch über sehr lange Zeiträume stabile Druckbedingungen zu gewährleisten.
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Bei einer weiteren angewandelten Ausführungsform ist die Anordnung
derart getroffen, daß es ein erstes in einem Tintenkanal zwischen der Tintentank
und der Tintenpumpe liegendes Ventil und zusätzlich zu dem zweiten zwischen dem
Tinten-Zwischenbehlter und dem Hilfstintenbehaltcr liegenden Ventil noch ein drittes
Ventil aufweist, das in dem Tintenkanal zwischen der Tintenpumpe und der Düse liegt
und daß das erste und das dritte Ventil während des Tintenaustriebs aus der Düse
geöffnet und bei Beendigung des Tintenaustriebes ncschlossen sind und das zweite
Ventil bei geöffnetem ersten und dritten Ventil geschlossen und bei geschlcssenem
ersten und dritten Ventil geöffnet ist.
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Bei dieser dritten abgewandelten Ausführungsform ist Vorsorge getroffen,
daß auch bei Druckbeginn keine Unschärfe auftritt oder der Druckvorgang nicht sofort
einsetzt.
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In der Zeichnung sind Ausführunsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 Ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß der Erfindung
in einer ersten Ausführungsform in schematischer Darstellung teilweise im Schnitt
in einer Seitenansicht, Fig. 2 ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß der Erfindung
in einer zweiten Ausführungsform in schematischer Darstellung in einer Seitenansicht
und Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der gegenseitigen zeitlichen Abhängigkeit
der Betätigung der Ventile des Gerätes nach Fig. 2
Bei der in Fig.
1 dargestellten Vorrichtung wird von einer Tintenpumpe 11 Tinte aus einem Tintentank
12 abgesaugt und unter Druck durch einen ersten Tintenkanal 3 gefördert.
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Ein den- ersten Tintenkanal bildendes Rohr weist einen Innendurchmesser
von beispielsweise 1 - 2 mm auf. Am vorderen Ende des ersten Tintenkanals ist ein
Tinten-Zwischenbehälter 14 angeordnet, von dem zumindest ein Teil nach oben ragt.
Dieser Tinten-Zwischenbehälter besteht aus einem Rohr, das einen Innendurchmesser
von beispielsweise 2 - 3 mm aufweist. Unterhalb. des Tinten-Zwischenbehälters 14
ist ein zweiter Tintenkanal 15 vorgesehen, der einen Innendurchmesser von beispielsweise
1 - 2 mm aufweist und derart angeordnet ist, daß er mit einerBodenöffnung des Tinten-Zwischenbehälters
14 in Werbindung steht. An dem äußeren Ende des zweiten Tintenkanales 15-ist eine
Düse 16 angefügt.
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Wenn der im weiteren noch zu beschreibende Elilfstintenbehälter nicht
benützt wird, wird der Oberteil des Tinten-Zwischenbehälters 14 geschlossen gehalten
Bei dieser Vorrichtung wird Tinte unter Druck von der Tinenpumpe 11 durch den ersten
Tintenkanal 13 zu dem Tintenbehälter 14 gefördert, von wo aus Tinte durch den zweiten
Tintenkanal 15 zu der Düse 16 gelangt, aus der die Tinte ausgetrieben wird. Wie
bereits erwähnt, wird die Tinte unter der Wirkung eines Uochspannungsfeldes in kleinen
Partikeln abgegeben-und sodann zum Druck von Buchstaben oder dergleichen durch ein
Ablenksystem abgelenkt. Die diesen Verfahrensschritten zugeordneten Teile des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes
sind nicht veranschaulicht. Die Luft, die zufällig in der unter Druck von der Tintenpumpe
11 geförderten Tinte enthalten ist, wird von der Tinte beim Eintritt in den Tintenheh
lter getrennt und in dem oberer Teil des Tinten-Zwischenbehälters 14 gesammelt.
Demgemäß wird lediglich luftfreie Tinte der Düse 16 ?ugeleitet, wodurch verhijtet
wird, daß die Tintenströmung
durch die mögliche Anwesenheit von
Luft unterbrochen oder der Druck mit dem die Tinte ausgetrieben wird, wegen der
Anwesenheit solcher Luft gestört wird.
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Buchstaben oder dergleichen können somit gestochen scharf unter stabilen
Bedingungen gedruckt werden Wenn es auch möglich ist, grdLere Luftmengen dadurch
einzuschließen, daß das Volumen des Tinten-Zwischenbehälters 14 vergrößert wird,
80 ist damit doch ein Nachteil insoweit verbunden, daß bei der Ansammlung eines
größeren Luftvolumens im oberen Teil des Tinten-Zwischenbehälters 14 der Förderdruck
der Tintenpumpe 11 teilweise in einer derart angesammelten Luftschicht aufgenommEn
wird, wodurch der glatte, kontinuierliche Tintenaustrieb aus der DUse eine Störung
erfährt. Die einfache Anordnung eines solchen Tinten-Zwischenbehälters würde somit
bAi der Erzielung einer guten Druckqualität über längere Zeitspannen zu Schwierigkeiten
führen. Um nun ein gestochen scharfes Druckbild über eine längere Zeitspanne zu
erreichen, wird vorgeschlagen, ein Verfahren anzuwenden, das, wie in Fig. 1 veranschaulicht,
einen Hilfstintenbehälter t9 verwendet, der mit Tinte 18 gefüllt oberhalb des Tinten-Zwischenbehälters
14 angeordnet ist, wobei zwischen den Hilfstintenbehälter 19 und den Tinten-Zwischenbehälter
14 ein Ventil 17 vorgesehen ist. Das Ventil 17 wird während des Tintenaustriebs
aus der Düse heim Drucken geschlossen gehalten und während einer Nichtdruckperiode
geöffnet, so daß die in dem oberen Teil des Tinten-Zwischenbehälters 14 angesammelte
Luft in den Hilfstintenbehälter 19 entweichen kann. Das Ventil 17 kann zum Beispiel
in Gestalt eines elektromagnetischen Ventiles awlscebildet sein, das in Abhängigkeit
des Wirksarnwerdens der Kraftquelle eines Aufzeichnungsgerätes beteititJt wird.
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Bei diesem Verfahren bleibt das Ventil 17 während der Druckperiode
geschlossen, wodurch erreicht wird, daß luftfreie Tinte'genauso wie in dem Fall,
in dem lediglich der Tintit-
Zzischenbehälter 14 vorgesehen ist,
der Düse 16 mit konstantem Druck zuge fördert wird. Daneben wird aber, wenn das
Drucken unterbroche oder die Kraftquelle abgeschaltet wird, das Ventil 17 geöffnet,
um der Luft, die sich in dem oberen Teil des Tinten-Zwischenbehälters 14 angesammelt
hat, zu gestatten,in den Hilfstintenbehälter 19 zu entweichen, wo sie in dem Oberteil
20 zurückgehalten wird. Bei dieser Anordnung wird somit im Oberteil des Tinten-Zwischenbehälters
14 lediglich die während einer fortlaufenden Druckperiode eingeschlossene Luft zurückgehalten,
wobei die in dieser Weise in dem Tinten-Zwischenbehälter 14 zurückgehaltene.Luft
in dem Augenblick, indem der Druckvorgang zu Ende geht, sofort in den Hilfstintenbehälter
19 überführt wird. Selbst wenn sich somit eine große Luftmenge in dem Tinten-Zwiscbenbehlter
14 allsammelt, wird di Luft sofort in den Hilfstintenbehälter 19 überführt, worauf
das Ventil 17 geschlossen wird, um ein Rückströmen der Luft aus dem Hilfstintenbehälter
19 zu verhüten. Der Förderdruck der Tintenpumpe 11 wird damit, brenn die Tlntenpumpe
das nächste Mal betätigt wird, nicht von der Luft aufgenommen, die sonst in dem
Tinten-Zwischenbehälter 14 zurückgeblieben wäre, wodurch erreicht wird, daß der
Düse 16 lediglich iuftfreie Tinte mit konstantem Druck zugefördert ird. Der Hilfstintenbehälter
19 braucht lediglich ein Volumen von etwa 5 ccm zu haben. Die Anordnung, eines solchen
Hilfstintenbehälters 19 mit diesem Volumen gestattet ein gestochen scharfes und
stabiles Drucken, ohne daß es notwendig wäre, während einer Zeitspanne von sogar
5 - 7 Jahren Luft aus ihm abzulassen.
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Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtuna ist gegenüber jener nach Fig.
1 abgewandelt, Die Teile der Vorrichtung nach Fig. 2, die gleich sind mit jenen
der Ausführunqsform nach Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die
Ausführungsforin
nach Fig. 2 verfügt über ein erstes Ventil 23, das in einem Tintenkanal 22 zwischen
dem Tintentank 12 und der Tintenpumpe 11 angeordnet ist, während ein zweites oder
das bereits erwähnte Ventil 17 zwischen dem Tinten-Zwischenbehälter 14 und dem Iiilfstintenbehälter
19 liegt und ein drittes Ventil 24 in dem Tintenkanal zwischen der Tintenpumpe 11
und der Düse 16 angeordnet ist. Außerdem ist oberhalb des Tintentankes 12 eine Tintenpatrone
25 vorgesehen, die Tinte in den Tintentank 12 liefert. Das erste und das dritte
Ventil 23 bzw. 24 bleiben während des Tintenaustriebs aus der Düse 16 geöffnet,
d.h. während einer Druckperiode; sie sind während der Zeit in der keine Tinte ausgetrieben
wird, d.h. während einer Nichtdruckperiode geschlossen. r7ngekehrt wird das zweite
Ventil 17 geöffnet sowie das erste und das dritte Ventil 23 bzw. 24 geöffnet werden;
es wird in dem tfigenblick geöffnet, indem diese geschlossen werden. Diese Ventile
können zum Beispiel als elektromagnetische Ventile ausgebildet sein, die durch elektrische
Signale eines Aufzeichnungsgerätes betätigt sind.
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Findet der Druckvorgang durch ein solches Aufzeichnungsgerät statt,
so werden das erste und das dritte Ventil 23 bzw. 24 durch ein elektrisches Signal
geöffnet, welches einen von diesel Gerät gelieferten Druckbefehl darstellt (die
Periode A der Fig. 3 während der das zweite Ventil 17 geschlossen bleibt). Aus der
Tintenpatrone 25 strömt Tinte in den Tintentank 12, von wo aus die Tinte durch die
Pumpe 11 durch das erste Ventil 23 und den Tintenkanal 22 gelangt. Wenn die von
einem nicht dargestellten Motor angetriebene Pumpe 11 einen Druck erzeugt, wird
Tinte durch den ersten Tintenkanal in den Tinten-Zwischenbehälter 14 gefördert.
Pie Luft, die zufällig in dieser Tinte eingeschlossen ist, wird in dem Tinten-Zwischenbeliälter
entfernt und in dessen oberen Teil gesammelt. Auf diese Weise wird
lediglich
luftfreie Tinte unter Druck durch das dritte Ventil 24 der Düse 16 zugeführt, um
aus dieser ausgetrieben zu werden. Die ausgetriebene Tinte wird durch ein elektrisches
Feld abgelenkt, das durch ein von einem nicht dargestellten Signalgenerator erzeugte*
zum Drucken von Buchstaben oder dergleichen geeignetes Drucksignal erzeugt wird.
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Wenn der Druckvorgang zu Ende ist oder eine aufgebrauchte Tintenpatrone
25 durch eine neue ersetzt wird, werden das erste und das dritte Ventil 23 bzw.
24 geschlossen, während das zweite Ventil 17 geöffnet wird (Periode B der Fig. 3).
In der Pumpe 11 und der Tintenpatrone 25, welche beispielsweise aus Gummi besteht,
wird ein Unterdruck erzeugt, wenn die darin enthaltene Tinte über einen vorbestimmten
Grenzwert hinaus abgeugt wird, worauf die Tintelloatrone sich zusammenzieht. Dieser
evakuierte Zustand der Pumpe 11 wird durch das Schließen des ersten Ventiles 23
aufrechterhalten, wodurch verhütet wird, daß Luft beim Austausch der aufgebrauchten
Tintenpatrone 25 durch eine neue Tintenpatrone in die Pumpe 11 eindringen kann.
Wird das erste Ventil 23 zum nächsten Druckvorgang geöffnet, so strömt Tinte in
die Pumpe 11 ein, um diese aus dem evakuierten Zustand in den normalen Betriebszustand
zu überführen. Selbst wenn die in den kanal zwischen der Pumpe 11 und der Düse 16
eingehrachte Tinte einer äußeren Schockwirkung ausgesetzt oder infolge einer Anderung
der Temperatur oder des Atmosphärendruckes eine Expansion erfährt, wird verhütet,
daß Tinte an der Düsenspitze zurtickgehalten wird, oder die an der Düsenspitze befindliche
Tinte abtropft und das Innere des Aufzeichnungsgerätes verschmutzt, weil das dritte
Ventil 24 unmittelbar nach dem Druckvorgang geschlossen wird. Die Wirkung des zweiten
Ventiles i7, daß während einer Pruckperiode gesch].ossen und während einer
Nichtdruckperiode
geöffnet ist, wurde bereits erläutert, so daß eine nochmalige Beschreibung sich
erübrigt.
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Bekannte Tintenstrahlaufzeichnungsgerdte leiden oft unter dem Nachteil,
daß bei der Wiederbenutzung des Gerätes Luft in den Tintenkanal eindringt, oder
die Tinte von der DUse zuruckgesaugt wird, so daß die Düse nicht genügend Tinte
zum Druckvorgang abgibt, was ein unscharfes Drucken oder den Umstand zur Folge hat,
daß der erste Buchstabe oder dergleichen überhaupt nicht gedruckt werden; außerdem
kann die zufälligerweise an der Düsenspitze befindliche Tinte abtropfen und das
Innere des Aufzeichnungsgerdtes verschmutzen. Das neue Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
hat diesen Schwierigkeiten dadurch abgeholfen, daß drei Ventile und eine Vorrichtung
zur Entfernung der in der Tinte einoeschlossenen Luft vorgesehen sind.
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Die aus der Düse ausgetriebene Tinte wird daraufhin durch ein elektrisches
Feld abgeler.kt, welches von einem von dem Singalgenerator eines Aufzeichnungsgerätes
zum Drucken von Buchstaben oder dergleichen gelieferten Signal erzeugt wird. In
diesem Falle ist es möglich, eine Anzahl von Aufzelchnunesgeraten vorzusehen und
diese gleichzeitig in dem Sinne zu betreiben, daß Teile einer Anzahl von Buchstaben
oder dergleichen von jedem Gerät gedruckt werden, in dem diese Mehrfach-Aufzeichnungsgerdte
relativ zu einem Aufzeichnungspapier verschoben werden, wodurch sich ein sehr wirkungsvoller
Druckvorgang ergibt.