DE3137970A1

DE3137970A1 - Tintenschreibwerk fuer bueromaschinen mit auf einem bewegbaren wagen angeordneten tintenschreibkopf und tintenzwischenbehaelter

Info

Publication number: DE3137970A1
Application number: DE19813137970
Authority: DE
Inventors: Ehrenfried Dipl.-Chem. 2940 Wilhelmshaven Loock; Heinrich Ing.(grad.) 2948 Schortens Sicking
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: AEG Olympia Office GmbH
Priority date: 1981-09-24
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1983-03-31
Also published as: US4475116A; JPS58145455A

Description

OLYMPIA WERKE AG E81/AC/LÜ/PS 1850

ANR.: 1 003 976 _u 22. September 1981

Tintenschreibwerk für Büromaschinen mit auf einem bewegbaren Wagen angeordneten Tintenschreibkopf und Tintenzwischenbehälter

Die Erfindung betrifft ein Tintenschreibwerk für Büromaschinen mit einem längs eines Aufzeichnungsträgers bewegbaren Wagen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

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 daß der bewegte Schreibkopf wesentlich zusätzlich belastet wird. Bei den raschen Beschleunigungsund 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.

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.

Auch weist die deutsche Offenlegungsschrift 22 24 590 eine
Tintenzuführung für einen Tintenschreibkopf auf, bei dem
der Tintenschreibkopf von einem stationär angeordneten Tintengefäß über eine flexible Lei-tyng und einem Hilfsreservoir mit | Tinte versorgt wird. Dieses Hilfsreservoir hat aber nicht die ' Wirkung eines Speichers sondern dient vielmehr als Dämpfungskammer. Für die Versorgung von Kurvenaufzeichnungseinrichtungen
soll diese Maßnahme zur ausreichenden Dämpfung von Druck- und
Saugstößen bei Beschleunigung- und Verzögerungsvorgängen dienen.
Diese Anordnung ist jedoch nicht in der Lage, einen längeren
Druckanstieg oder einen längeren Druckabfall zu absorbieren,
d„ h„_s den Schreibkopf von bewegungsabhängigen Druckänderungen ^: zu entlasten. ■

ί Ebenso ist bei dem Gegenstand der deutschen Offenlegungsschrift '

23 36 485 ein Tintenschreibwerk mit einem stationär angeordne- f

ten Tintenvorratsbehälter bekannt. In einer der Endstellungen \

des entlang der Schreibzeile bewegten Schreibkopfes tritt I

dieser Tintenvorratsbehälter über eine Steckkupplung mit einem ;

Zwischenbehälter, welche am längs der Schreibzeile bewegten I

Schreibkopf angeordnet ist, in Verbindung. Über ein Ventil- f

system wird dann jeweils zumindest der für eine Zeile benötigte ^r*

Tintenvorrat vom stationär angeordneten Tintenvorratsbehälter ■*

in den Zwischenbehälter unter Druck übergeführt. Die zur Auf- I

füllung des Tintenvorrats im Zwischenbehälter zur Verfügung ?

I - 3 - ί

- y-

stehenden Übernahmezeiten sind während eines regelmäßigen Schreibbetriebes derart kurz, daß die Übernahme nur unter Verwendung eines sehr hohen Tintendruckes erfolgen muß. Dieser Tintendruck pflanzt sich jedoch weiter in den Bereich des Schreibkopfes und wirkt sich dort störend aus.

Weiter ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 27 42 633 ein Behälter bekannt, in dessem Hohlraum eine elastische Membran eingesetzt ist, die diesen in zwei Kammern aufteilt. In der einen Kammer befindet sich ein mit Tinte gefüllter Beutel, der mit einem den Durchlaß bildenden Anschlußstutzen für die Tinte aufweist. Die andere Kammer steht über einen Durchbruch mit der Atmosphäre in Verbindung. Dieser Behälter läßt einen Druckausgleich zwischen seinem Hohlraum und der ihn umgebenden Atmosphäre zu und verhindert bei Leckage des Beutels ein Austreten von Tinte durch das Luftloch. Dieser Behälter ist aber nicht für einen Einsatz auf einem bewegbaren Wagen geeignet. Außerdem weist dieser Behälter keine Mittel zum Dämpfen und zur Steuerung einer Pumpe zum Nachfüllen auf.

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, der ein automatisches und störungsfreies Nachfüllen von Tinte über einen Zulaufkanal von einem stationär angeordneten Tintenvorratsbehälter ermöglicht und dem Tintenschreibkopf gasblasenfreie Tinte zuführt. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Die erfindungsgemäße Blase in der Tintenkammer dient bei

gefülltem Tintenzwischenbehälter im Nichtschreibzustand als
Volumenpuffer bei unterschiedlicher Ausdehnung von Flüssigkeit und Behälter infolge Temperaturdifferenzen. Die vorteilhafte Ausgestaltung und Anordnung der Blase gewährleistet,
daß sie unempfindlich gegen Drücke ist, die beim Nachfüllen
und beim Spülen e-ntstehen. Die Blase dient als Dämpfung und
zum Volumenausgleich, wobei das kleiner werdende Tintenvolumen beim Schreiben durch die größer werdende Blase ausgeglichen wird.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes nach Patentanspruch 3 dient die Blase außerdem zur j Tintenendanzeige und zur Steuerung einer Pumpe zum Nach- [ füllen von Tinte aus dem Vorratsbehälter in die Tintenkammer \ des Tintenzwischenbehälters.—Weiterhin gewährleistet der j Gegenstand des Patentanspruchs 7, daß sich keine Luftbläschen '. an der Wandung der Tintenkammer festsetzen können, sondern \

dem Blasenfangraum zugeführt werden. \

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegen- j

Standes sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen. \

Die Erfindung wird anhand des in den Figuren dargestellten \

Äusführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt: \

Figur 1 eine schaubildliche Darstellung eines i

Tintenschreibwerkes mit dem Erfindungs- [

gegenstand, |

Figur 2 den erfindungsgemäßen Tintenzwischenbehälter
in vergrößerter Darstellung und

Figur 3 eine Einzelheit aus Figur 2.

In Figur 1 ist ein auf Achsen 1_S 3 längs eines Aufzeichnungsträgers 5 geführter Schlitten 7 dargestellt, auf dem ein Tintenmosaikschreibkopf 9 und ein Tintenzwischenbehälter 11 austauschbar angeordnet sind. Der Aufzeichnungsträger 5 ist über eine Papierwalze 13 transportierbar, welche über einen nicht dargestellten Schrittmotor antreibbar ist. Der Tintenmosaikschreibkopf 9 wird während der Schreibpause, zum Einziehen eines neuen Aufzeichnungsträgers 5 und zum Reinigen der Düsenflächen in eine außerhalb des Schreibbereichs liegende Abdeck- und Reinigungsstation 15 gefahren. 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 Tintenmosaikschreibkopf 9 über einen Kanal mit einer Tintenkammer 31 des Tintenzwischenbehälters 11 in

Fließverbindung, siehe Figur 2. I

Der Schlitten 7 weist eine fest angeordnete Kupplungshälfte f

37 auf_s die einerseits mit einem Tintenzuführungsschlauch \

39 verbunden ist und andererseits mit der anderen Kupplungs- [

hälfte 33 an dem Tintenzwischenbehälter 11 beim Kuppeln der \

hydraulischen Kupplung 35 luftdicht kuppelbar ist. {

Die Kupplungshälfte 33 ist in der Bodenplatte 41 des Tinten- «■

Zwischenbehälters 11 angeordnet, die eine kegelförmige Er- \

Weiterung 43 und eine diese luftdicht verschließende Ab- ;

dichtungsmembran 45 aufweist. Diese Abdichtungsmembran 45 \

ist durch einen Klemmring 47 mit der Bodenplatte 41 der- \

art verbunden, daß sie im entkuppelten Zustand des Zwischen- _;

behälters 11 gerade gespannt vor der Erweiterung 43 ange- j

ordnet ist. Die elastische Abdichtungsmembran 45 weist einen \

selbsttätig schließenden und zu einem 'Schiitz beim Kuppeln I

aufweitbaren Schlitz 47 auf. Die Erweiterung 43 steht über \

einen Kanal 49 mit der Kammer 31 in Fließverbindung. Die jj

auf dem Schlitten 7 starr angeordnete Kupplungshälfte 37 I

weist gemäß Figur 2 eine Halbkugelfläche 51 auf, durch die \

die Abdichtungsmembran 45 beim Kuppeln in die kegelförmige |

Erweiterung 43 drückbar ist. Hierbei wird der Schlitz 47 \

in der sich an die Halbkugelfläche 51 anschmiegenden Ab- f

dichtungsmembran 45 vor einer öffnung des Ventils 53 in der j

Halbkugelfläche 51 aufweitend geöffnet und jegliche Luft im j

Kupplungsbereich nach außen gedrängt. Hierdurch wird ein ^

Eindringen von Luft in die gas- bzw. flüssigkeitsgefüllten j,

Kanäle 49 verhindert. Der mit dem Tintenschlauch 39 ver- I^

bundene Anschlußstutzen 55 weist einen Kanal 57 auf, der {

über eine Bohrung 66 und einen Kanal 68 mit einer Kammer ΐ

59 in der Kupplungshälfte 37 in Fließverbindung steht. Diese |

Kammer 59 besteht aus einer unterhalb der Halbkugelfläche 51 \

angeordneten Ausnehmung 61 und eine diese abdichtende Membran 63. Diese Membran 63 ist mittels eines Klemmringes 65 an dem oberen Teil der Kupplungshälfte 37 mit der Halbkugelfläche 51 fest verbunden. Die Ausnehmung 61 enthält einen Auslaufkanal 67 mit einer zu der Öffnung in der Halbkugelfläche 51 hin verjüngten Kegelbohrung 69, in die ein in dem Auslaufkanal 67 geführter Kegelstift 71 führbar angeordnet ist. Der Kegelstift 71 und die Membran 63 sind einstückig ausgebildet, wobei die Membran 63 eine derartige Vorspannung aufweist, daß der Kegelstift 71 sicher in die die Kegelbohrung 69 preßbar ist. Wird der Druck in der Kammer 59 durch Pumpdruck in dem Kanal 57 erhöht, so wird die Membran 63 mit dem Kegelstift 71-nach unten in Pfeilrichtung 73 bewegt. Hierdurch wird das Ventil 53 geöffnet, wobei Tinte über einen Fließspalt in der Kegelbohrung 69, den aufgeweiteten Schlitz 47 in der Membran 45 und den Kanal 49 in die Kammer 31 des Tintenzwischenbehälters 51 schließen kann. Nimmt der Pumpdruck in der Kammer 59 der Kupplungshälfte 37 wieder ab, dann schließt das Ventil 53 selbsttätig. Die Vorspannung der Membran 63 muß daher kleiner sein als die vom Betriebsdruck aufgebrachte Kraft. Das Fließen von Tinte aus der Kammer 59 kann durch eine Ausgleichsbohrung 75 in dem Auslaufkanal 67 noch begünstigt werden.

Das Ventil 53 in der Kupplung 37 öffnet und schließt automatisch mit dem Druck in der Kammer 59. Die als Ventil in der Kupplungshälfte 33 wirkende Membran 45 wird automatisch mit dem Abnehmen des Tintenzwischenbehälters 11 geschlossen und bei dessem Aufsetzen wieder geöffnet. Das leckfreie Verbinden der beiden Kupplungshälften 33 und 37 der hydraulischen Kupplung 35 erfolgt also ohne zusätzliche Verstellmittel zum öffnen und Verschließen der Kanäle.

Der Tintenzuführungsschlauch 39 ist mit einer durch einen Motor 77 antreibbaren Pumpe 79 verbunden, welche über eine Leitung 81 und über eine hydraulische Kupplung 83 mit einem stationär angeordneten Tintenvorratsbehälter 85 fließverbunden ist. Die beiden Kupplungshälften 82, 84 der hydraulischen Kupplung 83 entsprechen in Aufbau der Kupplungshälften 33 und 37 der hydraulischen Kupplung 35.

Die Tintenkammer 31 in dem Tintenzwischenbehälter 11 ist durch eine zylinderische Ausnehmung in einem Deckel 87 gebildet, der mit der Bodenplatte 41 fest verbunden ist. Zwischen dem Deckel 87 und der Bodenplatte 41 ist noch eine Abdichtungsmembran 88 angeordnet. An der Decke 39 der Tintenkammer 31 ist eine Blase 90 schwebend aufgehängt, deren Blaseninnenraum 91 über eine Luftöffnung 92 mit der Atmosphäre derart verbunden ist, der das Luftvolumen der Blase 90 sich dem Tintenvolumen in der Tintenkammer 31 selbsttätig anpaßt.

Die Blase 90 weist eine Öffnung 95 mit einem halsförmigen Kragen 93 auf, der mit einem zentrisch in dem Deckel 87 gelagerten Einsatzteil 94 fest verbunden ist. Die in dem Einsatzteil 94 angeordnete Luftöffnung 92 mündet in den Blaseninnenraum 91. In der zylinderischen Luftöffnung 92 ist ein 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 77 für die Pumpe 79 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 77 für die Pumpe 79 je nach dem Tintenstand in der Tintenkammer 31 des Zwischenbehälters 11 derart, daß stets genügend Tinte zum Nachfließen in den Tintenschreibkopf 9 vorhanden ist. 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 exzentrisch angeordnet. Das Entlüftungsloch 105 ist an der höchsten Stelle in der Tintenkammer 31 angeordnet, wobei die Decke 89 des Deckels zu dem .Entlüftungsloch 105 abgeschrägt ist.

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 auf. Die Zuführung von Tinte bei geöffneten Ventilen 53 erfolgt über den Kanal 49, der senkrecht auf eine Bohrung

108 in dem Deckel 37 stößt. Diese Bohrung 108 mündet tangential im Bereich der Decke 89 der Tintenkammer 31, wodurch sich Luftbläschen nicht an der Wandung der Tintenkammer 31 festsetzen, sondern gleich in den Blasenfangraum

109 mit dem Entlüftungsloch 105 gelangen können.

Das Eindringen von Gasblasen in den Tintenschreibkopf 9 wird zusätzlich durch ein Filter 110 gesichert, der vor dem

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- xr -

Auslaufkanal 29 in der Bodenplatte 41 des Zwischenbehälters 11 angeordnet ist.

Die Blase 90 dient als Volumenausgleich, wobei das beim Schreiben kleiner werdende Tintenvolumen in der Tintenkammer 31 durch die größer werdende Blase 90 ausgeglichen wird. Die Eigenspannung der Blase 90 wird durch das Gewicht des Abfragestiftes 96 teilweise kompensiert, aber sie ist immer noch so groß, daß die Tintenabfrage stets überlastet ist. Die diskusscheibenförmig ausgebildete
Blase 90 verhindert, daß plötzlich auftretende Druck- I

Schwankungen, die beim.Nachfüllen oder Transport in der Tintenkammer 31 entstehen können, in den Tintenschreibkopf 9 übertragen werden und Störungen hervorrufen.

Claims

OLYMPIA WERKE AG E81/AC/LÜ/PS 1850

ANR.: 1 003 976 22. September 1981

Patentansprüche:

Tintenschreibwerk für Büromaschinen mit einem längs [

eines Aufzeichnungsträgers bewegbaren Wagen, auf dem ■

ein Tintenschreibkopf und ein diesen mit Tinte ver- ^:

sorgender Zwischenbehälter lagerbar sind, wobei die '

Tinte dem Zwischenbehälter von einem stationär ange- , ordneten Vorratsbehälter aus durch Pumpdruck in einer

Zuflußleitung zugeführt wird, dadurch :

gekennzeichnet, daß in der Tinten- ;.

kammer (31) des Zwischenbehälters (11) eine Blase ,

(90) schwebend angeordnet ist, deren Blaseninnenraum ,-

(91) über eine Luftöffnung (92) in dem Zwischenbe- -_---;-hälter (11) mit der Atmosphäre verbunden ist, derart, {. daß das Luftvolumen der Blase (90) sich dem Tinten- j volumen in der Tintenkammer (31) selbsttätig anpaßt. ·

Werk nach Anspruch 1, dadurch gekenn- i

zeichnet, daß die Blase (90) eine Öffnung [

(95) mit einem halsförmigen Kragen (93) aufweist und j

daß in dem Deckel (87) des Zwischenbehälters (11) ;

ein zylinderischer Einsatzteil (94) angeordnet ist, I

der die Luftöffnung (92) enthält und an dem die Blase \

(90) mit dem halsförmigen Kragen (93) aufgehängt .

ist. K

Werk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- b

kennzeichnet, daß in der Öffnung (92) ί

des Einsatzteiles (94) ein Abfragestift (96) bewegbar j-

gelagert ist, dessen unteres Ende mit dem bewegbaren }.

- 2 - ί

Boden (97) in dem Blaseninnenraum (91) ständig in Berührung steht und dessen oberes Ende (99) mit einem Abfrageelement zur Steuerung einer zwischen dem Vorratsbehälter (85) und dem Zwischenbehälter (11) angeordneten Pumpe (79) zusammenwirkt.

4. Werk nach Anspruch 3, dadurch gekenn-

.zeichnet, daß das Abfrageelement eine Induktionsspule (102) ist, die Signale an ein Steuerelement (100), z. B. an einen Mikroprozessor abgibt, und daß das Steuerelement (100) die Pumpe (79) je nach dem Tintenstand in der Tintenkammer (31) des Zwischenbehälters (11) ein- bzw. abschaltet.

5. Werk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (102) in dem äußeren Umfang des Einsatzteiles (94) angeordnet ist,

6. Werk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenkammer (31)"zylinderförmig und die Blase

(90) diskusscheibenförmig ausgebildet ist.

7. Werk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf der Tinte in die Tintenkammer (31) über eine in tangentialer Richtung ausgerichtete Eintrittsdüse (108) erfolgt, die im oberen Bereich der Tintenkammer (31) in dem Deckel (87) des Zwischenbehälters (11) angeordnet ist.

8. Werk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (87) ein verschließ-

bares Entlüftungsioch (105) zu der Tintenkammer (31)
aufweist, das an der höchsten Stelle in die Tintenkammer
(31) mündet.

9„ Werk nach Anspruch 8₅ dadurch gekenn- j

zeichnet, daß die Flächen in dem Deckel (87) ' zu dem Entlüftungsloch (105) hin abgeschrägt sind.

10„ Werk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- ■■

durch ge kennzeichnet, daß der Zu- '

laufkanal (29) des Zwischenbehälters (11) zu dem \

Tintenschreibkopf (9) in dem Boden (41) des Zwischen- j

behälters (11) angeordnet ist, und daß ein Filter (110) [

auf dem Boden (41) gelagert ist, durch den ein Ein- j

dringen von Luft in den Tintenschreibkopf (9) ver- |

hindert wird. j

11. Werk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- ; durch gekennzeichnet, daßdieBlase

(90) aus Butylkautschuk besteht. :