DE2708924C2

DE2708924C2 - Einrichtung zum Abschwächen von Druckschwankungen in der Tintenzufuhreinrichtung eines Tintenstrahlschreibers

Info

Publication number: DE2708924C2
Application number: DE2708924A
Authority: DE
Inventors: James D. Beasley; Shou L. Parrington Ill. Hou; Donald J. Arlington Heights Ill. Koneval
Original assignee: Gould Inc
Current assignee: Gould Inc
Priority date: 1976-04-19
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE2708924A1; JPS52128166A; FR2349130B1; GB1562151A; FR2349130A1; JPS5619887B2; US4025928A; CA1082287A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abschwächen von Druckschwankungen in der Tintenzufuhreinrichtung eines Tintenstrahlschreibers, der als Ausstoßeinrichtung eines Tintenstrahlschreibers, der als Ausstoßeinrichtung für die Tintentröpfchen ein von einem impulsweise ansteuerbaren Umformer umgebenes Röhrchen mit einer Austrittsöffnung aufweist und bei der die Verbindung zwischen dem Röhrchen und dem Tintenbehälter über eine visko-elastische Rohrleitung hergestellt ist.

Bei derartigen Einrichtungen ist nicht auszuschließen, daß, insbesondere bei sehr schnellen aufeinanderfolgenden Bewegungen in Richtungen senkrecht zueinander, starke Druckschwankungen in der Tintenzufuhrleitung auftreten. Auch wird die Tintenzuführung bei diesen Geräten durch die vom Impulsgeber ausgehende Druckimpulsenergie, die zu Rückstrahlungen führt gestört Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art wie sie aus der US-PS 38 32 579 bekannt ist, sind daher bereits Abhilfemaßnahmen vorgesehen, die jedoch bei Schreibern, die in Richtungen senkrecht zueinander bewegt werden, zu Problemen hinsichtlich der räumlichen Begrenzung und der Betriebskräfte führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Aufbau kleinen und einfachen Tintenstrahlschreiber zu schaffen, der mit hohen Geschwindigkeiten in beliebigen Richtungen parallel zu einer Schreibfläche bewegt werden kann, wobei Druckschwankungen und vom Impulsformer ausgehende Druckimpuls-Rückstrahlungen weitestgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Tintenstrahlschreiber geschaffen, der einfach im Aufbau ist und auch bei sehr großen Schreibgeschwindigkeiten, d. h. bei hohen Beschleunigungs- und Verzögerungskräften in senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen und beim Übergang von der horizontalen in eine vertikale Ebene und umgekehrt einwandfrei arbeitet, insbesondere eine gleichmäßige Schreiblinie erzeugt, wobei ein klares Ansprechen auf die Impulsfrequenz gewährleistet ist.

Aus der DE-OS 22 24 590 ist zwar bereits ein Tintenschreiber mit einem beweglichen Tintenzwischenoehälter bekannt, wobei jedoch der eigentliche Tintenbehälter ortsfest angeordnet ist. Auch der Tintenzwischenbehälter ist im Gegensatz zur Erfindung nur in einer Ebene und nur senkrecht zu seiner Längsachse bewegbar.

Die im Zwischenbehälter durch ein eingesetztes Element gebildeten Kanäle bzw. Nuten dienen bei dem bekannten Schreiber zur Erzeugung einer Kapillarwirkung. Sie können infolgedessen auch axial angeordnet sein. Mit den bekannten Nuten, die als einfache umlaufende Ringnuten bzw. axiale Nuten ausgebildet sind, ist es nicht möglich, wie mit den erfindungsgemäßen Windungen bei einem möglichst kleinen beanspruchten Raum ein möglichst langes visko-elastisches Röhrchen verwenden zu können, um so die vom Impulswandler ausgehende Energie wirksam zu absorbieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Tintenstrahlschreibers;

Fig.2 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht des Tintenstrahlschreibgerätes der F i g. 1;

F i g. 3 einen stark vergrößerten vertikalen Schnitt durch die Ausstoßeinrichtung des Tintenstrahlschreibers der F i g. 1;

Fig.4 einen weiteren vergrößerten Teilschnitt der Austrittsöffnung des Tintenstrahlschreibers der Fig.3; und

Fig.5 einen teilweisen Schnitt mit einer anderen Ausgestaltung der in F i g. 2 dargestellten Deckelbelüftungsöffnung.

In F i g. 1 ist ein Schreibtisch 10 für einen Tintenstrahlschreiber 12 dargestellt, auf dem ein Blatt Schreibpapier 11 befestigt ist. Der Tintenstrahlschreiber 12 ist auf einem Kopf 13 befestigt, der entlang einer Führungsstange 14 bewegbar ist. Die Führungsstange 14 ihrerseits ist zur Bewegung senkrecht zu ihrer

Längsausrichtung über den Tisch und damit das Schreibpapier 11 angeordnet Der Tintenstrahlschreiber 12 ist so angeordnet daß er eine Linie auf das Papier schreibt, wenn die Führungssuange 14 und der Kopf 13 auf der Führungsstange bewegt werden. ü-er Fachmann erkennt, daß ein Signal mit Komponenten in X- und V-Richtung von dem Schreiber 12 aufgezeichnet wird, wobei eine Komponente die Führungsstange 14 und die andere Komponente den Kopf 13 auf der Führungsstange 14 antreibt.

Der TinJenstrahlschreiber 12 weist ein eine Öffnung bildendes Glasröhrchen 21 auf, mit einem eingeschnürten unteren Ende 22, das von einem piezo-elektronischen Umformer 23 umgeben ist der, wenn er durch einen von Leitungen 24 übermittelten elektrischen Impuls erregt wird, einen Tropfen Tinte aus der Öffnung des unteren Röhrenendes 22 ausstößt. Indem Tintentröpfchen mit einer Geschwindigkeit, die der Geschwindigkeit des Tintenstrahlschreibers 12 über das Schreibpapier 11 proportional ist ausgestoßen wird, wird eine fortlaufende einheitliche Linie gezogen. Das Röhrchen 21 und der Umformer 23 sind in einem zylindrischen Hüllröhrchen 25 befestigt, in das Material, wie ein Silikonpolymer 26 eingebracht ist, und das Röhrchen 21 wird senkrecht zur Bewegungsebene des Tintenstrahl-Schreibers 12 durch das Hüllröhrchen 25, das in einem Tintenbehälter 27 befestigt ist, gehaltert, wobei letzterer in dem Kopf 13 befestigt ist.

Um ein Kriechen der Tinte aus der Ausstoßöffnung am unteren Röhrenende 22 zu vermeiden, wenn Überdruck im Tintenbehälter 27 entwickelt wird, ist das Ende 22 mit einem Anti-Feuchtigkeitsmaterial 28 (s. F i g. 4) wie Tetrafluoräthylen beschichtet.

Um ein besseres Verständnis der dargestellten Ausgestaltung und der dadurch bedingten Probleme zu ermöglichen, ist festzustellen, daß ein moderner X-K-Tintenstrahlschreiber in der Lage ist, seinen Schreibkopf mit Geschwindigkeiten bis zu etwa 130 ecm pro Sekunde anzutreiben, wobei Beschleunigungskräfte bis zu einer Größe von 10 G's erzeugt werden. Bei einer praktischen Ausführungsform weist das Röhrchen 21 eine Öffnung von etwa 5 bis 8 · 10~³ cm auf, bei einem Durchmesser des Tintenbehälters 27 von annähernd 1,3 cm. Ein mögliches Problem wird dadurch vermieden, daß das Röhrchen 21 senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung gehalten wird, so daß die hohen Beschleunigungskräfte nicht so wirken, daß die Tinte in der Röhre durch die die Tröpfchen bildende Öffnung geschleudert werden.

Der Tintenbehälter 27 bildet eine zylindrische Kammer 31, die die Tinte enthält, und eine visko-elastische Rohrleitung 32 ist so angeschlossen, daß sie zum Röhrchen 21 hin offen ist, wobei sie durch das Hüllröhrchen 25 geführt und innerhalb und gegen die Wände der Kammer 31 gewunden ist. Vorzugsweise ist die Rohrleitung 32 in der Größenordnung von 15 cm lang. Die Kammer wird durch einen dichtenden Deckel 33 verschlossen, der eine ringförmige Dichtung 34 umfaßt, um ein Herausfließen der Tinte zu vermeiden, und eine Belüftungsöffnung 37 aufweist, um eine Unterbrechung des Tintenflusses infolge Vakuumwirkung zu verhindern. Die Belüftungsöffnung 37 besteht aus einem Stöpsel aus luftporösem, keine Feuchtigkeit aufnehmenden plastischem Material, wie Tetrafluorethylen. Die Rohrleitung 32 weist einen kapillaren Durchmesser auf und ist schraublinienförmig von nahe der Oberseite der Kammer 31 hinunter zum Kammerboden gewunden, so daß das offene Ende 38 dei Rohrleitung nahe dem untersten Punkt der Tintenquelle angeordnet ist und dadurch im wesentlichen alle Tinte in der Kammer durch das Röhrchen 21 geliefert wird.

Um Bewegungen der Rohrleitung 32 zu hemmen und ihre Schraublinien gegen Beschleunigungskräfte zu halten, ist ein Paar nachgiebiger Bänder in Form von U-förmigen Federn 35 und 36 innerhalb der Rohrleitungswicklungen zusammengedrückt so daß die Wicklungen gegen die zylindrische Wand der Kammer 31 nach außen gedrückt werden und die schraublinienförmige Form der Rohrleitung 32 auch unter Beschleunigungskräften aufrechterhalten wird. Die Federn 35 und 36 sind rechtwinklig zueinander angeordnet

Obwohl eine relativ große Länge der Rohrleitung 32 benutzt wird — groß bezüglich der Größe der damit verbundenen Teile —, weil die Rohrleitung in einem einheitlichen Durchmesser gewunden ist, werden Beschleunigungskräfte auf die Tinte in der Rohrleitung, unabhängig davon, in welcher Richtung sie wirken, im wesentlichen ausgeglichen, mit Ausnahme eines kurzen Stückes 32a der Leitung, das sich beinahe radial von dem Hüllröhrchen 25 zur Wand der Kammer 31 erstreckt. Bei der dargestellten Ausgestaltung ist die Länge dieses Rohrleitungsabschnittes 32a nur 0,6 cm. Man kann errechnen, daß bei einer öffnung des Röhrchens 21 von 5 · 10-³cm der Meniskus der Tinte an der Öffnung eine Tintensäule in das Röhrchen 21 und der damit verbundenen Rohrleitung 32 in der Größenordnung von etwa 33 cm tragen kann. Das bedeutet, daß der Tintenstrahlschreiber 12 bei einer Länge der Rohrleitung in der die Tinte nicht ausbalanciert ist, von etwa 0,6 cm theoretisch einer Beschleunigungskraft von 60 G widerstehen kann, ohne daß Tinte abgeschleudert wird, — das ist weit mehr, als die wirklichen Kräfte bei einem typischen X- V-Tintenstrahlschreiber betragen.

Vorzugsweise ist die Belüftungsöffnung 37 zu einer Kante des Deckels hin angeordnet, in Fig.2 rechts, so daß sie nahe beim obersten Teil der Anordnung liegt, wenn die Schreibvorrichtung 12 entsprechend gedreht wird.

Die Vorrichtung kann daher so angeordnet werden, daß sie in Ebenen schreibt, die sich von der Horizontalen zur Vertikalen ändern. Eine alternative Form der Belüftungsöffnung ist in Fig.5 dargestellt, wobei die Teile, die den oben beschriebenen ähneln, dieselben Bezugszeichen aufweisen, mit dem Unterschied, daß ein a hinzugefügt ist. So ist ein Deckel 33a für den Tintenbehälter 27a vorgesehen, mi' einer Belüftungsöffnung 37a in Form eines kurzen Rohres, das sich durch den Deckel erstreckt und dessen unteres Ende durch Prallplatten abgeschirmt ist, die ein schalenförmiges Glied 41 und eine Platte 42 aufweisen. Die Belüftungsöffnung 37a ist wie die Belüftunpsöffnung 37 gegen den Teil hin angeordnet, der den obersten Teil der Anordnung bilden würde, wenn der Tintenstrahlschreiber 12 gedreht wird, um in einer vertikalen Ebene zu schreiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Abschwächen von Druckschwankungen in der Tintenzufuhreinrichtung eines Tintenstrahlschreibers, der als Ausstoßeinrichtung für die Tintentröpfchen ein von einem impulsweise ansteuerbaren Umformer umgebenes Röhrchen mit einer Austrittsöffnung aufweist und bei der die Verbindung zwischen dem Röhrchen und dem Tintenbehälter über eine visko-elastische Rohrleitung hergestellt ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßeinrichtung (21,23,25) derart innerhalb des Tintenbehälters (27) im wesentlichen auf dessen Längsachse angeordnet ist, daß ihre Austrittsöffnung aus dem Tintenbehälter (27) herauszeigt daß der Tintenbehälter (27) mit der Ausstoßeinrichtung (21, 23, 25) senkrecht zur gemeinsamen Längsachse in beliebiger Richtung parallel zu einer Schreibfläche (11) bewegbar ist, und daß die visko-elastische Rohrleitung (32) die Ausstoßeinrichtung (2t, 23,25) als Windung umgibt und sich in den Tintenbehälter(27) öffnet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformer ein Hüllröhrchen (25) aufweist das sich durch eine Austrittsöffnung im Boden bis nahe zum anderen Ende des Tintenbehälters (27) erstreckt, daß im Hüllröhrchen (25) im Bereich der Austrittsöffnung der das Röhrchen (21) umgebende Wandler (23) und daran anschließend die visko-elastische Rohrleitung (32) angeordnet sind, und daß der Windungen bildende Abschnitt der visko-elastischen Rohrleitung (32) sich vom Ende der Umhüllung schraubenlinienförmig bis nahe zum Boden des Tintenbehälters (27) erstreckt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß ein federndes Band (35, 36) innerhalb der Windungen der visko-elastischen Rohrleitung (32) angeordnet ist und diese nach außen gegen die Wand des Tintenbehälters (27) drückt.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenbehälter (27) im Behälterdeckel in der Nähe der Behälterwand eine Belüftungsöffnung (37) aufweist und bei einer anderen als vertikalen Anordnung in einer Halterung des Schreibers derart drehbar ist, daß die Belüftungsöffnung sich am obersten Teil der Anordnung befindet.