DE3033352C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahldrucker mit einem eine
Austrittsdüse aufweisenden Abgabekopf, einem Vorratsbehälter
für die unter Druck setzbare Tintenflüssigkeit, einer flexiblen
Zuführleitung vom Vorratsbehälter zum Abgabekopf, einem mit Ab
stand zum Abgabekopf in der Zuführleitung angeordneten Absperr
ventil zum Unterbrechen des Tintenstrahls, einer Leitungsanord
nung mit einem Drucksteuerventil zur Verhinderung des Nachtrop
fens durch die Austrittsdüse nach dem Unterbrechen des Tinten
strahls und einer gemeinsamen Steuereinrichtung zur im wesent
lichen gleichzeitigen Betätigung von Absperrventil und Druck
steuerventil.
Ein derartiger Tintenstrahldrucker, bei dem die Tinte unter
Druck ausgespritzt wird, ist bekannt (DE-OS 27 24 548).
Man hat bereits versucht, bei mit Druck arbeitenden Tinten
strahldruckern einem Nachtropfen im Falle des Abschaltens der
Anlage dadurch zu begegnen, daß das Absperrventil in der Zu
führleitung in unmittelbarer Nähe des Abgabekopfes oder Druck
kopfes angeordnet wurde. Eine solche Anordnung des Absperrven
tils in der Nähe des Abgabekopfes führt aber zu Schwierigkeiten
hinsichtlich des Raumbedarfs und der Gestalt des Absperrven
tils. Ähnlich verhält es sich mit dem Versuch, anstelle einer
flexiblen elastischen Zuführleitung, die sich unter dem Druck
der Tinte aufweitet und dementsprechend nach dem Abschalten
wieder zusammenzieht und dadurch im Sinne eines unerwünschten
Nachtropfens aus der Austrittsdüse wirksam ist, eine starre Zu
führleitung vorzusehen. Eine starre Zuführleitung erschwert das
Anbringen und die Bewegung des Abgabekopfes, der mit seiner
Austrittsdüse dem mit der Tinte zu markierenden Gegenstand nahe
gegenüberliegend angeordnet werden muß.
Beim eingangs beschriebenen bekannten Tintenstrahldrucker ist
außer der Zuführleitung mit dem Absperrventil eine das Druck
steuerventil enthaltende zweite Leitung an den Abgabekopf an
geschlossen, der selbst nicht unter Druck steht, sondern an den
eine Vakuumquelle angeschlossen ist. Der Druck wird durch eine
zwischen dem Vorratsbehälter und der Zuführleitung eingebaute
Pumpe erzeugt. Bei dieser Ausbildung läßt sich durch Öffnen des
Drucksteuerventils ein Vakuum am Abgabekopf aufbringen, das
einerseits dazu benutzt wird, bei Betriebsaufnahme eingedrunge
ne Luft aus dem Abgabekopf bzw. der Tinte zu saugen, während
andererseits beim Abschalten mit dem Schließen des Absperrven
tils das Drucksteuerventil gegensinnig geöffnet wird, um durch
Absaugen überschüssiger Tinte ein Nachtropfen durch die Aus
trittsdüse zu verhindern. Auf diese Weise könnte auch ein Vo
lumenüberschuß abgesaugt werden, der sich im Falle der Verwen
dung einer elastischen Zuführleitung durch deren Kontraktion
beim Abschalten ergeben würde.
Die Vakuumabsaugung macht den bekannten Tintenstrahldrucker je
doch vergleichsweise aufwendig, da nicht nur mittels der Pumpe
für einen ausreichenden Betriebsdruck die Tinte, sondern auch
für die Bereitstellung eines Unterdrucks und entsprechende Lei
tungen zu sorgen ist. Außerdem ist der Anschluß einer zweiten
Leitung (Vakuumleitung) an den Abgabekopf ungünstig, auch wenn
diese Leitung ebenso wie die Zuführleitung im Interesse der Be
wegbarkeit des Abgabekopfes flexibles ausgeführt ist.
Es ist ferner bekannt, bei einem mit Druck arbeitenden Tinten
strahldrucker als Zuführleitung einen Schlauch vorzusehen, dem
als Absperreinrichtung eine Quetscheinrichtung zugeordnet ist,
und zum Ausgleich der Volumenänderung, die sich bei einer Be
tätigung der Quetscheinrichtung ergibt und normalerweise ein
Austreten von Tinte bzw. ein Einsaugen von Luft nach sich
ziehen würde, an den Zuführschlauch eine Speicherkammer anzu
schließen, deren Volumen mit der mechanischen Betätigung der
Quetscheinrichtung entsprechend geändert wird (DE-AS 25 45 372).
Hier entfällt zwar ein Arbeiten mit Vakuum und ist auch an den
Abgabekopf bzw. die Austrittsdüse nur eine Schlauchleitung an
geschlossen, da die Speicher- oder Ausgleichskammer nahe der
Quetscheinrichtung mit dem Zuführschlauch verbunden ist. Die
auf mechanischem Wege vorgenommene Volumenänderung der Spei
cherkammer ist aber sowohl hinsichtlich des Gesamtausmaßes der
Änderung wie auch ihres zeitlichen Verlaufs praktisch nicht in
vollständige Übereinstimmung mit der durch die Quetscheinrich
tung im Zuführschlauch ausgelösten Volumenänderung zu bringen.
Außerdem ist nicht berücksichtigt, daß beim Abschalten der Zu
führschlauch auf seiner ganzen Länge drucklos wird und dadurch
eine Kontraktion bzw. Volumenänderung erfährt, die von der Höhe
des Betriebsdrucks abhängig ist. Daher ist hier nicht gewähr
leistet, daß unter allen Umständen jegliches Nachtropfen ver
hindert wird.
Schließlich ist es auch bekannt, bei einem mit Druck arbeiten
den Tintenstrahldrucker die Austrittsdüse und einen anschlie
ßenden Keil der Zuführleitung mit einer Ummantelung zu verse
hen, wobei der Mantelhohlraum mit einem Vakuum beaufschlagt
wird. Dabei ist ein vergleichsweise kurzer Längenbereich der
Zuführleitung ummantelt. Das Vakuum wird während des Betriebs
aufgebracht, also während in der Zuführleitung Druck herrscht.
Dabei ist das Vakuum im Bereich der Austrittsöffnung wirksam,
um überschüssige Tinte abzusaugen und eine gleichbleibend hohe
Tintenabgabe durch die Zuführleitung aufrecht erhalten zu kön
nen, unabhängig von der Schreibgeschwindigkeit. Auch hier han
delt es sich um eine aufwendige Ausbildung mit der Anwendung
von Vakuum, ohne daß das Problem des Nachtropfens beim Abschal
ten behandelt wird. Beim Abschalten wird auch die Vakuumpumpe
stillgesetzt, die mit der Druckpumpe für den Betriebsdruck der
Tinte von einem gemeinsamen Motor angetrieben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise
und mit Sicherheit ein Nachtropfen der Tinte aus der Austritts
düse beim Abschalten zu verhindern, ohne daß dafür ein er
schwertes Anbringen und Bewegen des Abgabekopfes in Kauf genom
men werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zu
führleitung elastisch aufweitbar ist, daß die Leitungsanordnung
einen die Zuführleitung im wesentlichen über ihre ganze Länge
vom Absperrventil bis zum Abgabekopf umschließenden flexiblen
Mantel aufweist, dessen Enden abdichtend mit der Zuführleitung
verbunden sind, daß das Drucksteuerventil als Umschaltventil
zur Verbindung des Mantelhohlraums mit einer Druckquelle oder
einer Druckentlastung ausgebildet ist und daß die Steuerein
richtung so betätigbar ist, daß die Zuführleitung hinter dem
Absperrventil im wesentlichen unter Vermeidung von volumenän
dernden Kontraktionen und Expansionen gleichsinnig mit dem
Mantelhohlraum druckbeaufschlagt und druckentlastet wird.
Diese Lösung baut auf der Erkenntnis auf, daß das Nachtropfen
im Falle der vorteilhaften Verwendung einer elastischen Zuführ
leitung darauf beruht, daß mit dem Absperren der Innendruck in
der Zuführleitung sinkt und diese eine Kontraktion erfährt, die
der Aufweitung der Leitung beim Öffnen des Absperrventils und
damit Einleiten der unter Druck stehenden Tinte entspricht.
Wenn nun erfindungsgemäß die Zuführleitung auf ihrer ganzen
Länge vom Absperrventil zum Abgabekopf an ihrer Außenseite mit
einem Druck beaufschlagt wird, der dem jeweiligen Innendruck in
der Zuführleitung entspricht, bleibt diese trotz ihrer Elasti
zität im wesentlichen frei von Expansionen und Kontraktionen.
Dementsprechend ist der Grund für das Nachtropfen beseitigt und
zugleich die Möglichkeit geschaffen, das Absperrventil im Ab
stand zum Abgabekopf anzuordnen, wo der Platzbedarf des Ab
sperrventils nicht stört, wobei auch der Abgabekopf infolge der
flexiblen Zuführleitung einfach bewegt werden kann. Diese Lö
sung kommt zudem ohne Vakuum aus.
Zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprü
chen.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften
Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausfüh
rungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung ist ein Teil eines Tröpfchenschreibers,
der die Erfindung verkörpert, schematisch dargestellt, wobei
Teile einer ersten und zweiten Leitung im Schnitt gezeigt
sind.
Als Beispiel für die Erfindung ist hier ein Tröpfchenschreiber
gezeigt, der eine Tintenzufuhranordnung 10 aufweist. Schreib
flüssigkeit oder Tinte wird einem Druckkopf 11 zugeführt, aus
dem sie beispielsweise in Tröpfchenform, wie gezeigt, auf ein
hier nicht gezeigtes Aufzeichnungsmaterial abgegeben wird. Mit
dem Druckkopf 11 ist ein Druckflüssigkeitsvorrat 12 über eine
Leitungsanordnung 14 verbunden, in die ein Steuerventil 15,
z. B. ein allgemein erhältliches Solenoidventil eingeschaltet
ist. Außerdem gehört zur Leitungsanordnung eine flexible Lei
tung 16 aus elastischem Werkstoff
und eine Tinten
strahldüse 18, die mit einer Öffnung 19
versehen ist. Zum Beschriften einer Oberfläche kann als Flüssig
keit Tinte oder eine andere üblicherweise in Tintenstrahldruckern
verwendete Beschriftungsflüssigkeit verwendet werden, die durch
Öffnen des Steuerventils 15 unter Druck vom Druckflüssigkeits
vorrat 12 dem Druckkopf 11 zugeführt wird.
Gemäß der Erfindung wird die Leitung 16, in der Flüssigkeit
unter Druck zum Druckkopf 11 transportiert wird, praktisch
über im wesentlichen die ganze Länge zwischen dem Steuerventil
15 und dem Druckkopf 11 in stabilem Zustand gehalten und we
der gestreckt noch zusammengezogen, so daß beim Abschalten
der Anlage keine Flüssigkeit aus dem Druckkopf sabbert. Um
die erste Leitung 16 herum ist koaxial eine zweite Leitung
21 angeordnet, die mit der ersten Leitung eine druckbeauf
schlagbare Zone bzw. einen Mantelbereich 20 bildet. Die
zweite Leitung 21 hat einen größeren Durchmesser als die
erste Leitung 16, so daß zwischen beiden ein Raum geschaffen
wird. Die Leitung 21 ist mit der ersten Leitung 16 an einem
Ende in der Nähe des Steuerventils 15 in einer abgedichteten
Verbindungsstelle 22 und in ähnlicher Weise am anderen Ende
in der Nähe des Druckkopfes 11 in einer abgedichteten Ver
bindungsstelle 24 verbunden.
Um den Mantelbereich 20 um die erste Leitung 16 herum mit
Druck zu beaufschlagen, so daß die Expansion der Leitung 16
im wesentlichen verhindert wird, hat die zweite Leitung 21
eine Öffnung 25, an die eine Druckquelle 26 über eine Leitung
28 und ein Dreiwegeventil 29 anschließbar ist. Das Dreiwege
ventil 29 ist von einer Ventilsteuerung 30 betätigbar, mit der
auch das Steuerventil 15 betätigt wird, um zu gewährleisten,
daß der Druck im Innern und an der Außenseite der die Flüssig
keit transportierenden Leitung 16 ausgeglichen ist. Um den
Druck innerhalb des Mantelbereichs 20 beim Abschalten zu ent
lasten, hat das Dreiwegeventil 29 eine Entlastungsöffnung 31,
die in die Umgebung führen kann, wenn als Druckfluid Luft be
nutzt wird, oder zu einem geeigneten Sumpf führt, wenn eine
Flüssigkeit, z. B. Tinte als Mittel zur Druckbeaufschlagung
dient. Die Druckquelle 26 und der Druckflüssigkeitsvorrat 12
können dieselbe Quelle sein, wobei entsprechende Verbindungen
vorgesehen sind, die dem Fachmann geläufig sind. In einem Fall
dient als Druckquelle 26 eine Druckluftquelle mit einem Druck
niveau von 4,14 bar, um den Druck auszugleichen,
der auf die Tinte innerhalb der Leitung 16 wirkt, wenn die An
lage ein Tintenstrahldrucker ist.
Da der an der Außenseite der Leitung 16 wirkende Druck im
wesentlichen dem an der Innenseite der Leitung 16 herr
schenden Druck gleichgehalten wird, wird der auf die Tinte in
der Leitung 16 zwischen dem Steuerventil 15 und dem Druckkopf
11 wirkende Druck sofort beim Schließen des Steuerventils 15
entlastet. Bei Tintenstrahldruckern, kann sich üblicherweise
die die Flüssigkeit transportierende Leitung bei Druckbeauf
schlagung der Anlage normal dehnen. Wenn dann das Steuerventil
15 geschlossen wird, wird zwar wegen der Isolierung der Druck
flüssigkeitsquelle der meiste Druck von der Flüssigkeit ge
nommen, aber wegen der Kontraktion der elastischen Wände der
Leitung 16 wirkt vorübergehend ein abnehmbarer Druck weiter
hin auf die Tinte. Deshalb kann Tinte aus der Düse sabbern
oder nachfließen, auch wenn das Steuerventil 15 schon ge
schlossen ist. Die Menge dieser ausfließenden Flüssigkeit
nimmt mit der Länge der Leitung stromabwärts vom Steuerventil
15 zu. Durch das Entweichen von Flüssigkeit aus diesem Teil der
Leitung, insbesondere wenn es sich um Tinte bei einem Tinten
strahldrucker handelt, kann der Bereich in der Schreibumgebung,
wo die Strömungssteuerelemente angeordnet sind, verschmutzt
werden. Zu diesen Steuerelementen können z. B. Laderinge und
Umlenkplatten eines Tintenstrahldruckers gehören. Außerdem
kann sich auströpfelnde Flüssigkeit um die Öffnung 19 herum
ansammeln und schließlich zu fehlerhaftem Arbeiten des Druckers
führen. Mit einem Tintenstrahldrucker, an dem die Erfindung
verwirklicht war, konnte ohne Ausfließen von Flüssigkeit aus
dem Druckkopf gearbeitet werden, obwohl der Druckkopf 11 über
eine 7,6 m lange Leitung mit dem entfernt angeord
neten Steuerventil 15 verbunden war.
Claims (3)
1. Tintenstrahldrucker mit einem eine Austrittsdüse (18) auf
weisenden Abgabekopf (11), einem Vorratsbehälter (12) für die
unter Druck setzbare Tintenflüssigkeit, einer flexiblen Zuführ
leitung (16) vom Vorratsbehälter (12) zum Abgabekopf (11),
einem mit Abstand zum Abgabekopf (11) in der Zuführleitung (16)
angeordneten Absperrventil (15) zum Unterbrechen des Tinten
strahls, einer Leitungsanordnung (21, 28) mit einem Drucksteuer
ventil (29) zur Verhinderung des Nachtropfens durch die Aus
trittsdüse (18) nach dem Unterbrechen des Tintenstrahls und
einer gemeinsamen Steuereinrichtung (30) zur im wesentlichen
gleichzeitigen Betätigung von Absperrventil (15) und Druck
steuerventil (29),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführleitung (16) elastisch aufweitbar ist, daß die
Leitungsanordnung (21, 28) einen die Zuführleitung (16) im
wesentlichen über ihre ganze Länge vom Absperrventil (15) bis
zum Abgabekopf (11) umschließenden flexiblen Mantel (21) auf
weist, dessen Enden abdichtend mit der Zuführleitung (16) ver
bunden sind, daß das Drucksteuerventil (29) als Umschaltventil
zur Verbindung des Mantelhohlraums (20) mit einer Druckquelle
(26) oder einer Druckentlastung (31) ausgebildet ist und daß
die Steuereinrichtung (30) so betätigbar ist, daß die Zuführ
leitung (16) hinter dem Absperrventil (15) im wesentlichen
unter Vermeidung von volumenändernden Kontraktionen und Expan
sionen gleichsinnig mit dem Mantelhohlraum (20) druckbeauf
schlagt und druckentlastet wird.
2. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Drucksteuerventil (29) ein Dreiwegeventil ist, das an
den Mantelhohlraum (20), die Druckquelle (26) und die Druckent
lastung (31) angeschlossen ist.
3. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckquelle (26) vom Vorratsbehälter (12) für die Tin
tenflüssigkeit gebildet ist, mit welcher der Mantelhohlraum (20)
unter Druck setzbar ist.
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