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Die Erfindung betrifft einen Schablonendrucker,
insbesondere eine Pumpe zum Zuführen
von Tinte zu einer Tintenzuführwalze
eines Schablonendruckers.
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Im allgemeinen enthält ein Schablonendrucker
eine Drucktrommel, die mit einer tintendurchlässigen Umfangswand und einer
innerhalb der Umfangswand angeordneten Tintenzuführwalze ausgestattet ist. Ein Schablonenmaster
wird um die Umfangswand der Drucktrommel geschlungen, und dem Schablonenmaster wird
von einer Tintenzuführwalze
bei Drehung der Drucktrommel Drucktinte zugeleitet. Als Pumpe zum
Zuführen
von Tinte zu der Tintenzuführwalze
wurde eine Kolbenpumpe oder Axialkolbenpumpe verwendet.
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Wird in einem Schablonendrucker eine
unter Ultraviolettstrahlung aushärtende
Tinte verwendet, so ist die aushärtende
Tinte ein Bestandteil, an dem auf die Tinte aufgebrachte Gleitreibung
zu Schwierigkeiten führen
kann. Wenn die Tinte aushärtet,
wird auf die Pumpe eine außergewöhnlich hohe
Last ausgeübt,
wobei die Pumpe schließlich
außer
Betrieb gesetzt werden kann. Deshalb muß das Material der Tinte sorgfältig ausgewählt werden.
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Im Hinblick auf die obigen Betrachtungen
und Erläuterungen
ist es Hauptziel der Erfindung, einen Schablonendrucker mit einer
Tintenzuführpumpe
anzugeben, die das Aushärten
oder Gelieren von Tinte unabhängig
des Materials der Tinte vermeiden kann.
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Erfindungsgemäß wird ein Schablonendrucker
geschaffen, der mit einer Tintenzuführpumpe in Form einer Membranpumpe
ausgestattet ist.
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Es ist bevorzugt, wenn die Membranpumpe
so ausgebildet ist, daß sie
in einer Stellung angehalten wird, in der die auf die Membran aufgebrachte
Spannung nicht größer ist
als 75% der Elastizitätsgrenze
der Membran. Weiterhin wird bevorzugt, wenn die maximal auf die
Membran aufgebrachte Spannung nicht mehr als 75% der Elastizitätsgrenze
der Membran ausmacht.
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Weiterhin wird bevorzugt, daß die Membran
aus einem Werkstoff besteht, dessen Schwellverhältnis zu der Tinte nicht größer als
1,05 ist.
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Obschon die Tinte nicht auf eine
mittels Ultraviolettstrahlen aushärtende Tinte beschränkt sein
muß, ist
der erfindungsgemäße Schablonendrucker
bei einer unter Ultraviolettstrahlen aushärtenden Tinte besonders nützlich.
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Da in dem erfindungsgemäßen Schablonendrucker
die Tintenzuführpumpe
eine Membranpumpe ist, wird auf die Tinte keine Gleitreibung ausgeübt, und
dementsprechend läßt sich
ein Aushärten
oder Gelieren der Tinte auch dann unterdrücken, wenn es sich bei der
Tinte um eine bei Ultraviolettbestrahlung aushärtende Tinte handelt.
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Betrieben wird ein Schablonendrucker
unter einer großen
Vielfalt von Umgebungsbedingungen, verglichen mit anderen Büromaschinen,
und der Schablonendrucker wird manchmal über Monate hinweg nicht in Betrieb
genommen. Wenn also die Membran aus Gummi besteht, erleidet der
Gummi eine Verformungsbeeinträchtigung,
so daß es
schwierig ist, die Leistungsfähigkeit
der Pumpe zu erhalten. Dadurch, daß man die Membranpumpe an einer
Stelle zwangsweise anhält,
an der die auf die Membran aufgebrachte Spannung nicht mehr als
75% der Elastizitätsgrenze
der Membran ausmacht, läßt sich
eine Verformungsbeeinträchtigung der
Membran unterdrücken,
und man kann die Anfangsleistungsfähigkeit der Pumpe über einen
langen Zeitraum hinweg erhalten.
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Wenn außerdem die Membran aus einem
Werkstoff besteht, dessen Schwellverhältnis zu der Tinte nicht größer als
1,05 ist, läßt sich
die Tinte über
einen langen Zeitraum hinweg stabil zuleiten. Wenn das Schwellverhältnis zu
der Tinte bei der Membran größer als
1,05 ist, wird die Membran verformt, und es ist schwierig, die Anfangsleistungsfähigkeit
der Pumpe zu erhalten.
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1 ist
eine Teil-Querschnittansicht eines Schablonendruckers gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, dargestellt in einem Zustand der Tintenzuführpumpe,
in welchem diese ohne Spannung auf der Membran anhält,
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2 ist
eine Teil-Querschnittansicht des Schablonendruckers und zeigt einen
Zustand der Tintenzuführpumpe,
in welchem diese Tinte einzieht, und
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3 ist
eine Teil-Querschnittansicht des Schablonendruckers in einem Zustand
der Tintenzuführpumpe,
in welchem diese Tinte abgibt.
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In 1 enthält ein Schablonendrucker
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung eine Membranpumpe 1 als Tintenzuführpumpe.
Die Membranpumpe 1 enthält
ein Pumpengehäuse 5,
in welchem eine Tinteneinlaßöffnung 2,
eine Tintenauslaßöffnung 3 und
eine Pumpenkammer 4 gebildet sind. Eine Tintenflasche 12 ist
an der Tinteneinlaßöffnung 2 angebracht,
und Tinte wird über
die Tintenauslaßöffnung 3 zu
dem Schablonendrucker geleitet. Ein einlaßseitiges Rückschlagventil 6,
welches einen Tintenstrom aus der Tintenflasche 12 zu der
Tintenkammer 4 ermöglicht,
jedoch einen Tintenstrom in umgekehrter Richtung sperrt, befindet sich
in dem Kanal zwischen der Tinteneinlaßöffnung 2 und der Pumpenkammer 4.
Ein auslaßseitiges
Rückschlagventil 7,
welches einen Tintenstrom aus der Pumpenkammer 4 zu der
Tintenauslaßöffnung 3 ermöglicht, einen
Tintenstrom in umgekehrter Richtung jedoch sperrt, befindet sich
in dem Kanal zwischen der Tintenauslaßöffnung 3 und der Pumpenkammer 4.
Die Rückschlagventile 6 und 7 werden
normalerweise von Schraubenfedern 8 bzw.
9 verschlossen.
Eine scheibenähnliche
Membran 10 befindet sich auf der Seite der Pumpenkammer 4,
die von der Tinteneinlaßöffnung 3 abgewandt
ist und der Pumpenkammer 4 gegenüberliegt. Fixiert ist die Membran 10 an
dem Pumpengehäuse 5 mit
einem Ring 11 an dessen Umfangsrand.
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Die Membran 10 wird von
einem Mechanismus angetrieben, der ein von einem (nicht gezeigten)
Elektromotor gedrehtes Zahnrad 13, einen Exzenternocken 14,
der an dem Zahnrad 13 in einer Entfernung d von der Drehachse
O des Zahnrads 13 fixiert ist, und ein Nockenfolgeglied 16,
welches in einer Öffnung 15 in
Eingriff mit dem Exzenternocken 14 und nach links und nach
rechts rechtwinklig zur Oberfläche
der Membran 10 bewegbar ist, gebildet.
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Die Öffnung 15 des Nockenfolgeglieds 16 ist
in vertikaler Richtung und rechtwinklig zu der Hubbewegung des Nockenfolgeglieds 16 länglich ausgebildet,
und wenn sich das Zahnrad 13 dreht, wird der Exzenternocken 14 um
die Drehachse O des Zahnrads 13 gedreht, wobei er das Nockenfolgeglied 16 in
einem Hub von 2d aufgrund des Eingriffs zwischen dem Exzenternocken 14 und
der Öffnung 15 nach
links und nach rechts bewegt.
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Ein mittlerer Bereich der Membran 10 wird
eingeklemmt zwischen einem Paar Halteplatten 17 und 18, die
an einer Oberfläche 16a des
Nockenfolgeglieds 16 gegenüber der Membran 10 von
einem Bolzen 19 fixiert sind, der sich durch die Membran 10 und
die Halteplatten 17 und 18 in deren Mitte erstreckt,
wodurch der Mittelbereich der Membran 10 mit dem Nockenfolgeglied 16 gekoppelt
ist.
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Aus der Oberfläche des Nockenfolgeglieds 16b,
welche der Oberfläche 16a in
einer Richtung gegenübersteht,
in der das Nockenfolgeglied 16 nach hinten und nach vorn
bewegt wird, erstreckt sich eine Führungsstange 20, die
verschieblich in einer Hülse 22 aufgenommen
ist, die an einem ortsfesten Gestell 21 montiert ist, wodurch
das Nockenfolgeglied 16 unter der Führung der Führungsstange 20 nach
vorn und nach hinten bewegt wird.
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In dem in 1 gezeigten Zustand befindet sich der
Exzenternocken 14 direkt unterhalb der Drehachse O des
Zahnrads 13, und folglich befindet sich die Membran 10 in
einer neutralen Stellung, in der auf die Membran 10 keine
Spannung ausgeübt
wird.
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Wenn auf elektrischem Weg nachgewiesen
wird, daß die
Tintenmenge an einer (nicht gezeigten) Tintenzuführwalze kleiner als ein vorbestimmter
Wert ist, so wird das Zahnrad 13 im Gegenuhrzeigersinn
in 1 gedreht, damit
der Exzenternocken 14 sich bezüglich der Drehachse O des Zahnrads 13 nach
rechts bewegt und das Nockenfolgeglied 16 in 1 nach rechts bewegt wird,
wodurch die Membran 10 nach rechts gemäß 2 verformt wird und so das Volumen der
Pumpenkammer 4 erhöht,
während
das einlaßseitige
Rückschlagventil 6 unter Überwindung
der Kraft der Feder 8 geöffnet wird, demzufolge Tinte
aus der Tintenflasche 12 in die Pumpenkammer 4 eingeleitet
wird.
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Wenn der Exzenternocken 14 bezüglich der
Drehachse O des Zahnrads 13 nach links bewegt wird und
oben die Drehachse O gemäß 3 passiert, wird das Nockenfolgeglied 16 nach
links bewegt, und die Membran 10 wird nach links verformt,
wodurch das Volumen der Pumpenkammer 4 kleiner wird, während sich das
auslaßseitige
Rückschlagventil 7 öffnet unter Überwindung
der Kraft der Feder 9 und sich Tinte im Inneren der Pumpenkammer 4 durch
die Tintenauslaßöffnung 3 zu
dem Schablonendrucker bewegt.
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Wenn die Tintenmenge an der Tintenzuführwalze
einen vorbestimmten Wert erreicht, wird das Zahnrad 13 angehalten,
und mit ihm die Pumpe 1.
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Wenn die Membran 3 jetzt
in einer Stellung angehalten wird, in der die auf die Membran 10 einwirkende
Spannung nicht mehr als 75% der Elastizitätsgrenze der Membran 10 ausmacht,
läßt sich
eine Verformungsbeeinträchtigung
der Membran 10 unterdrücken,
und man kann die anfängliche
Leistungsfähigkeit
der Pumpe 1 auch dann erhalten, wenn die Pumpe 1 über einen
langen Zeitraum hinweg angehalten wird.
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Beispielsweise kann man die Membran 10 dadurch
in einer gewünschten
Stellung anhalten, daß man einen
Stellungsfühler
an dem Zahnrad 13 anbringt und das Zahnrad 13 in
einer vorbestimmten Stelle anhält. In
der nachstehenden Tabelle 1 ist die Beziehung zwischen der Stellung,
in der die Membran 10 angehalten wurde (ausgedrückt als
Prozentsatz der Spannung entsprechend der Elastizitätsgrenze)
und der Verformungsbeeinträchtigung
der Membran 10, nachdem die Pumpe bei 23°C 3 Monate
lang angehalten war, dargestellt. Die Membran 10 bestand
aus EPDM-Gummi (Ethylen-propylen-dienmethyl).
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In der Tabelle bedeutet O, daß die Membran 10 nicht
verformt wurde, Δ bedeutet,
daß die
Membran 10 etwas verformt wurde, jedoch die Leistungsfähigkeit
der Pumpe akzeptierbar blieb, und x bedeutet, daß die Membran 10 in
ei nem solchen Ausmaß verformt
wurde, daß die
Pumpenleistung nicht mehr akzeptierbar war.
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Wie aus der Tabelle 1 entnehmbar
ist, läßt sich
dann, wenn die Membran über
lange Zeit hinweg in einer Stellung angehalten wird, in welcher
die auf die Membran 10 aufgebrachte Spannung mehr als 75%
der Elastizitätsgrenze
der Membran 10 ausmacht, die anfängliche Leistungsfähigkeit
der Pumpe 1 aufgrund der Verformungsbeeinträchtigung
der Membran 10 nicht erhalten werden.
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Dadurch, daß man den Abstand d des Exzenternockens 14 gegenüber der
Drehachse O des Zahnrads 13 so wählt, daß die maximale auf die Membran 10 ausgeübte Spannung
nicht größer als
75% von deren Elastizitätsgrenze
ist, läßt sich
eine Verformungsbeeinträchtigung
der Membran 10 vermeiden, unabhängig davon, an welcher Stelle
das Zahnrad 13 angehalten wird.
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Als Tinte wurde eine bei Ultraviolettstrahlung
aushärtende
Tinte mit einer Zusammensetzung gemäß nachstehender Tabelle 2 verwendet: Tabelle
2
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Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt
die Beziehung zwischen dem Material (Schwellverhältnis) zu der Membran 10 und
der Verformungsverschlechterung der Membran 10, nachdem
die Pumpe drei Monate lang bei 23°C
in einer Stellung verharrt war, in der die Spannung auf die Membran
0% betrug (ausgedrückt
als Prozentsatz der der Elastizitätsgrenze entsprechenden Spannung).
Es wurde bei Ultraviolettstrahlung aushärtende Tinte der Zusammensetzung
gemäß Tabelle
2 verwendet.
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Dabei bedeutet O, daß die Membran 10 nicht
verformt war, x bedeutet, daß die
Membran 10 in einem solchen Ausmaß verformt war, daß die Pumpenleistung
nicht akzeptierbar war.
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Aus der Tabelle 3 ist ersichtlich,
daß wenn
die Membran 10 aus einem Material besteht, dessen Schwellverhältnis zu
Tinte nicht mehr als 1,05 beträgt,
die anfängliche
Leistungsfähigkeit
der Pumpe 1 über einen
langen Zeitraum hinweg erhalten bleiben kann.
