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Die Erfindung betrifft eine Tintenstrahldruckeinrichtung und einen Druckkopf für Tintenstrahl- druckeinrichtungen, wie sie im Oberbegriff der Ansprüche 1,20 beschrieben sind.
Es sind bereits Tintenstrahldruckeinrichtungen bzw. Tintenstrahldrucker bekannt geworden, bei denen einer Düse oder einer Düsengruppe eines Druckkopfs zum Auf- bzw. Austragen von Tinten ein Tintentank bzw. Tintenreservoir vorgeordnet ist. Das Tintenreservoir ist über Kanäle mit der Düse oder der Düsengruppe einerseits und über eine Zubringleitung mit dem Tintentank anderer- seits verbunden. Nachteilig war, dass aufgrund dieser Art der Tintenversorgung nur Druckvorrich- tungen herstellbar waren, mit denen nur eine Art von Tinten verarbeitet werden kann. Zum Verar- beiten dazu unterschiedlicher Tinten bedurfte es einer vollständigen Umrüstung der Maschine.
Der Bedarf Tintenstrahldrucker mit unterschiedlichen Tintensystemen, d. h. Tinten unterschied- licher Art betreiben zu können, ist besonders im grosstechnischen Bereich gegeben, womit ein und der derselben Druckvorrichtung Aufdrucke auf unterschiedlichen Materialien, wie Papier, Karton, Kunststofffolien oder auch Textilien, erfolgen sollen. Zu diesem Zweck sind auch bereits Lösungen vorgeschlagen worden, die eine Umrüstung eines Tintenstrahldruckers für unterschiedliche Tinten- systeme ermöglichen.
In der US 6024441 A wird eine Tintenstrahldruckeinrichtung, bestehend aus Tintentanks, fle- xiblen Zubringleitungen und Verbindungseinheiten für die Druckköpfe, beschrieben. Für die ver- schiedenen Farben jeweils unterschiedlicher Tintensysteme führen Zubringleitungen von den Tintentanks zu jeweils einer zu einem Tintensystem gehörigen Verbindungseinheit. Die Druckköpfe der Tintenstrahldruckeinrichtung sind ihrerseits mit Druckkopfverbindungsteilen an den Druckkopf- verbindungseinheiten angeschlossen, wodurch die Versorgung der Druckköpfe mit Tinte gewähr- leistet wird. Zum Umstellen der Tintenstrahldruckeinrichtung auf ein neues Tintensystem ist es dabei erforderlich, dass die Druckköpfe durch Ablösen der Druckkopfverbindungsteile von den Druckkopfverbindungseinheiten aus der Tintenstrahldruckeinrichtung entfernt werden.
Die Druck- köpfe werden sodann ausgetauscht, wobei der neue Satz von Druckköpfen mit den Druckkopfver- bindungseinheiten des neuen Farbsystems verbunden wird. Der Wechsel des Tintensystems bei Tintenstrahldruckeinrichtungen, wie in der US 6024441 A beschrieben, ist somit mit einem be- trächtlichen Manipulationsaufwand zum Aus- bzw. Einbau der Druckköpfe verbunden.
In dem Dokument US 4,908,638 A ist eine Tintenstrahldruckvorrichtung mit Druckköpfen, die jeweils wahlweise mit verschiedenen Tinten gespeist werden können, gezeigt. Von mehreren Tintencontainern führen Versorgungsleitungen zu einem mit Ventilen ausgestatteten Auswahlme- chanismus, der über einen Kanal mit dem Druckkopf in Verbindung steht und diesem entsprechend der Ventilstellung die entsprechende Tinte eines der Tintenbehälter zuführt. Durch entsprechende Einstellung der Ventile des Auswahlmechanismus ist es bei dieser Tintenstrahldruckvorrichtung somit möglich, diese zum Betrieb mit unterschiedlichen Tintenarten einzustellen.
Aus dem Dokument DE 25 43 452 B2 ist eine Entlüftungseinrichtung für Tintenversorgungssys- teme von Tintenstrahlschreibeinrichtungen, bei denen einzelne über eine Verteilereinrichtung miteinander verbundene Schreibdüsen aus einem Vorratsbehälter mit Schreibflüssigkeit versorgt werden. Das Tintenversorgungssystem besteht dabei mit der umgebenen Luft über einen -Entlüf- tungskanal in Verbindung. Der Entlüftungskanal hat dabei einen derart kleinen Durchmesser, das auf die Schreibflüssigkeit eine Kapillarwirkung erzielt wird. Der Entlüftungskanal ist in der Umge- bung des höchsten Punktes des Tintenversorgungssystemes angeordnet und im Betriebszustand des Tintenversorgungssystem vollständig mit Tinte gefüllt.
Befindet sich eine Luftblase im oberen Bereich der Verteilereinrichtung, so kann durch Betätigen eines Druckkolbens der Tintenstrahl- druckeinrichtung erreicht werden, dass der Flüssigkeitsspiegel bis zur Kapillare des Entlüftungska- nals steigt und diesen verschliesst, wodurch die Luftblase aus der Verteilereinrichtung verdrängt wird.
In dem Dokument EP 640 479 A1 ist eine Tintenstrahldruckvorrichtung unter Verwendung einer Vielzahl von Druckköpfen geoffenbart. Die Druckköpfe sind dabei so angeordnet, dass eine Viel- zahl von Tinten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen in verschiedenen Druckschritten ausgestossen werden können. Diese Tintenstrahldruckvorrichtung ist speziell für das Bedrucken von Textilien bzw. Stoffen ausgebildet. Aus dem Dokument EP 640 479 A1 ist auch ein Tintenver- sorgungssystem für die Druckköpfe bekannt, bei dem zwischen den Tintentanks und den Druck- köpfen Behälter zur Zwischenspeicherung der Tinte vorgesehen sind.
Zwischen dem Behälter zur Zwischenspeicherung der Tinte und dem Druckkopf ist neben einem Versorgungskanal ein weite-
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rer Kanal vorgesehen, durch den die Tinte von dem Druckkopf wieder zu dem Behälter zur Zwi- schenspeicherung zurückgeführt werden kann, sodass ein Zirkulieren der Tinte zwischen dem
Behälter zur Zwischenspeicherung und dem Druckkopf möglich ist.
Das Dokument DE 28 42 594 A1 zeigt eine Versorgungseinrichtung für einen Tintenschreib- kopf, bei dem an dem längs der Schreibzeile vor dem Aufzeichnungsträger vorbeigeführten Tinten- schreibkopf ein Vorratsbehälter mit Tintenflüssigkeit direkt angesetzt ist. Der solcherart mit dem
Tintenschreibkopf mitgeführte Vorratsbehälter wird dabei von einem weiteren stationär angeordne- ten Vorratsbehälter mit Tintenflüssigkeit versorgt bzw. nachgefüllt. Die Versorgungseinrichtung verfügt über eine Überwachungsschaltung bzw. Steuerung, mit der das Niveau bzw. die Füllmenge der Tintenflüssigkeit in dem mitgeführten Vorratsbehälter überwacht wird und so das Nachfüllen des Vorratsbehälters gesteuert werden kann.
Aus dem Dokument DE 24 49 732 B1 ist eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten eines konstan- ten Drucks in einem Tintenversorgungssystem eines Tintentröpfchen-Druckers bekannt. Die Vor- richtung verfügt dazu über eine zwischen einem Tintenreservoir und dem Spritzkopf bzw. Druck- kopf angeordnete Zwischenkammer, die mit einem als Druckmessrohr ausgebildeten Steigrohr und mit als Messfühler ausgebildeten Signalgebern ausgestattet ist. Entsprechend den Signalen der
Messfühler an dem Druckmessrohr, wird durch eine Steuereinrichtung eine das Volumen der -Zwischenkammer- beeinflussende Bimetallplatte angesteuert, durch deren Verformung erreicht werden kann, dass in dem Druckkopf immer Tinte mit annähernd konstantem Druck zugeführt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tintenstrahldruckeinrichtung zu schaffen, die einen universellen Einsatz, ohne lange Umrüstzeiten am Tintenstrahldrucker, ermög- licht.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch den Anspruch 1 gelöst. Vorteilhaft ist bei dieser Aus- führung, dass nunmehr mit einem Satz von Druckköpfen unterschiedliche Tintensysteme bzw.
Tinten mit unterschiedlichen Eigenschaften, Viskosität, Farbe, Farbstoffkonzentration usw. verar- beitet werden können. Zum Umrüsten sind lediglich durch entsprechende Einstellung der Absperr- organe die unterschiedlichen Tanks mit den Druckköpfen zu verbinden, ein Wechsel der Druckköp- fe oder eine komplette Umrüstung der Tintenstrahldruckeinrichtung bzw. des Tintenstrahldruckers ist jedoch nicht erforderlich und es können trotzdem die Vorteile jeder Tintenart über eine einzige
Tintenstrahldruckeinrichtung ausgenützt werden.
Durch die Weiterbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung gemäss Anspruch 2 wird der Vorteil erzielt, dass mit den Reservoirs ein Zwischen- bzw. Pufferspeicher für die Speicherung der Tinten zur Verfügung steht, und somit eine Sicherung gegen Betriebsunterbrechungen aufgrund leer gewordener Tanks gegeben ist.
Die Weiterbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung, wonach das Reservoir als ein Druckaus- gleichsbehälter und/oder zum Anlegen von Unterdruck ausgebildet ist, bietet den Vorteil, dass die
Tinte in erforderlichem Ausmass in den Druckkopf nachströmen kann und somit Beeinträchtigungen der Druckqualität vermieden werden können.
Durch die Weiterbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung gemäss Anspruch 3, wobei ein Reser- voir im Druckkopf angeordnet wird, können in vorteilhafter Weise Tintenstrahldruckeinrichtungen einer wesentlich kompakteren Bauweise hergestellt werden.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung, wobei das Absperror- gan als ein Mehrwegeventil ausgebildet ist, da dadurch mit weniger Bauteilen das Auslangen gefunden werden kann. Durch Ausbildung der Absperrorgane durch ein gemeinsames Mehrwege- ventil, wird ausserdem die Gefahr von Fehlfunktionen verringert, da es dabei nicht möglich ist, dass gleichzeitig aus mehreren Tanks Tinten bzw. das Reinigungsmedium in den Druckkopf einströmen können.
Die Weiterbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung gemäss Anspruch 4 bietet den Vorteil, dass die Zuführung der Tinte bzw. des Reinigungsmittels in den Druckkopf dabei von der Schwerkraft- wirkung unabhängig ist und somit die Tanks in beliebigen Bereichen des Tintenstrahldruckers angeordnet werden können. Durch die Pumpen ist die Förderung der Tinte bzw. des Reinigungs- mittels in jedem Fall sichergestellt.
Durch die Ausbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung gemäss Anspruch 5 kann in vorteilhafter
Weise vermieden werden, dass Verunreinigungen in den Druckkopf gelangen und die Düsen ver- stopft werden.
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Vorteilhaft ist auch die Weiterbildung, indem in der Zubringerleitung zwischen jedem Tank und dem mit diesem verbundenen Reservoir ein Absperrorgan angeordnet ist bzw. in der Rückführlei- tung zwischen jedem Tank und dem mit diesem verbundenen Reservoir ein Absperrorgan ange- ordnet ist, da dadurch eine Druckentkopplung der Tinte im Druckkopf bzw. in dem entsprechenden Reservoir vom Druck im entsprechenden Tank erreicht werden kann.
Durch die Weiterbildungen der Tintenstrahldruckeinrichtung gemäss Anspruch 7 bis 10 wird der Vorteil erzielt, dass die Tinten stets in dem für deren Verarbeitung günstigsten Bereich der Betriebs- temperatur gehalten werden können und die Versorgung des Druckkopfs mit Tinte automatisiert und insbesondere programmgesteuert erfolgen kann.
Die Ausbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung gemäss Anspruch 11bietet den Vorteil, dass damit Tintenstrahldruckeinrichtungen mit einem sehr weiten Anwendungsbereich hergestellt wer- den können. Tintenstrahldrucker mit derartigen Tintenstrahldruckeinrichtungen können in Tinten- strahldruckern verschiedenster Bauart und unterschiedlichster Anwendungsbereiche eingesetzt werden.
Vorteilhaft ist auch die Weiterbildung, indem die Tanks, die Zubringerleitungen, die Reservoirs, die Absperrorgane, die Pumpen und die Filter für die Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit und/oder von Druckluft als ein Reinigungsmedium ausgebildet sind, da durch die dadurch mögliche Reinigung der Druckköpfe die Umstellung der Tintenstrahldruckeinrichtung auf ein neues Tinten- system wesentlich verkürzt werden kann und damit, insbesondere Fehldrucke, durch die vorüber- gehende und unerwünschte Mischung von Tinten verschiedener Tintensysteme vermieden werden können.
Die Weiterbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung mit einem Füllstandssensor, der in einem Innenraum des Reservoirs und/oder des Tanks und/oder einer Verteilkammer für die Tinten ange- ordnet ist bzw. wobei der Füllstandssensor in einem oberen Endbereich des Reservoirs und/oder der Tanks und/oder der Verteilkammer angeordnet ist, bietet den Vorteil, dass damit stets der Füllstand der Tinten in den Reservoirs bestimmt werden kann. Dadurch kann ausserdem erreicht werden, dass sich immer ausreichende Mengen von Tinte in den Reservoirs befinden und somit verhindert wird, dass sich der Tintenvorrat in den Reservoirs erschöpft und es so zu einer Unterbre- chung des Druckvorgangs bzw., in weiterer Folge, zu Fehldrucken kommt.
Durch die Ausbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung gemäss Anspruch 13 bis 15, indem die Reservoirs bzw. die Verteilkammer mit Lüftungsöffnungen bzw. einem Druckregelventil insbeson- dere einem Servoventil ausgebildet sind, wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Tinte aus den Reservoirs ungehindert in den Bereich der Aussprühvorrichtungen nachfliessen kann.
Dadurch wird vermieden, dass Druckschwankungen in der Verteilkammer des Druckkopfs auftreten und in dessen Folge unterschiedlich grosse Tintentröpfchen aus dem Druckkopf ausgestossen werden, wodurch die Druckqualität beeinflusst wird. Vorteilhaft ist dabei auch, dass an der Lüf- tungsöffnung ein Druckregelkreis angeschlossen ist.
Die Weiterbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung, wonach in der Lüftungsöffnung ein Luftfilter angeordnet ist, bietet den Vorteil, dass ein Eindringen von Staubpartikeln aus der Umgebungsluft in den Druckkopf und in weiterer Folge ein Verstopfen der Düsen des Druckkopfs verhindert werden kann.
Vorteilhaft ist auch die Weiterbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung, wonach die Zubringer- leitung elastisch rückstellbar verformbar ausgebildet ist bzw. die Zubringerleitung mit einer vorbe- stimmbaren Kraft in radialer Richtung elastisch rückstellbar verformbar ausgebildet ist, da dadurch die Tintenförderung störende Druckschwankungen in den Zubringerleitungen bzw. den Reservoirs vermindert werden können. Zu Druckschwankungen kommt es nämlich besonders durch die auf die Tinte einwirkenden Beschleunigungkräfte, welche bei der Bewegung des Druckkopfes in Quer- vorschubrichtung über das Druckmedium hinweg auftreten.
Durch die Ausbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung gemäss Anspruch 17 wird der Vorteil er- zielt, dass im Fall, dass eine Tinte gerade nicht in Verwendung ist, diese in einem Kreislauf gefördert und somit die Ablagerung von Komponenten bzw. Bestandteilen der Tinte in den Leitungen verhin- dert werden kann.
Durch die Ausbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung gemäss Anspruch 18 wird der Vorteil er- zielt, dass die Anordnung der Tintentanks kompakter ausgeführt werden kann und insbesondere mit einer geringeren Anzahl von Tanks für die verschiedenen Farben der Tinten der unterschiedlichen
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Tintensysteme das Auslangen gefunden werden kann.
Vorteilhaft sind schliesslich auch Weiterbildungen der Tintenstrahldruckeinrichtung, wobei die
Absperrorgane und/oder die Pumpen und/oder die Füllstandssensoren und/oder die Heizelemente und/oder die Thermometer mit einer Steuervorrichtung verbunden sind bzw. die Steuervorrichtung zur Steuerung der Befüllung der Verteilkammer und/oder der Reservoirs mit Tinte ausgebildet ist, da dadurch die Steuerung der verschiedenen Betriebszustände der Tintenstrahldruckeinrichtungen automatisiert bzw. programmgesteuert erfolgen kann.
Durch die Weiterbildung der Tintenstrahldruckeinrichtung, wobei die Steuervorrichtung zur Be- füllung der Tanks mit Tinte und/oder zur Befüllung des Tanks mit Reinigungsmedium ausgebildet ist, wird der Vorteil erzielt, dass die Versorgung der Tintenstrahldruckeinrichtung mit Tinte bzw. dem erforderlichen Reinigungsmedium für grössere Zeiträume sichergestellt werden kann und so ein unterbrechungsfreier Betrieb der Tintenstrahldruckeinrichtung sichergestellt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird eigenständig auch durch einen Druckkopf entsprechend den
Merkmalen im Kennzeichnungsteils des Anspruches 20 gelöst. Von Vorteil ist dabei, dass mit einem
Satz von Druckköpfen für die erforderliche Anzahl von Farben, Tinten unterschiedlicher Tintensys- teme verarbeitet werden können. Zur Umstellung zwischen den verschiedenen Tintensystemen ist es dabei lediglich erforderlich, dass die Absperrorgange des Druckkopfs entsprechend geschlossen bzw. geöffnet werden. Von Vorteil ist dabei ausserdem, dass beim Umstellen auf ein neues Tinten- system die in den Reservoirs verbleibenden Reste der Tinten nicht entfernt werden müssen und so
Materialverluste verringert werden können.
Durch die Ausbildung des Druckkopfs gemäss den Ansprüchen 21 bis 22, indem die Reservoirs mit Lüftungsöffnungen ausgebildet sind, wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Tinte aus den Reservoirs in dem für störungsfreien Betrieb erforderlichen Ausmass in den Bereich der Aus- sprühvorrichtungen nachfliessen kann. Von Vorteil ist dabei auch, dass an der Lüftungsöffnung ein
Druckregelkreis angeschlossen ist.
Durch die Weiterbildung des Druckkopfs gemäss Anspruch 23 wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass keine Staubpartikel bzw. Verunreinigungen aus der Luft in die Düsen des Druck- kopfs eindringen und diese Verstopfen können.
Vorteilhaft ist auch die Weiterbildung des Druckkopfs gemäss Anspruch 24, da es dadurch mög- lich ist, die Tinten in dem in deren Verarbeitung günstigsten Temperaturbereich zu halten.
Die Ausbildung des Druckkopfs gemäss Anspruch 25 ermöglicht es in vorteilhafter Weise, der- artige Druckköpfe für die Verarbeitung verschiedenster Tintensysteme und in Tintenstrahldruckern verschiedenster Bauart zum Einsatz bringen zu können.
Durch die Ausbildung des Druckkopfs, indem die Reservoirs, die Verteilkammer, die Absperr- organe und die Aussprühvorrichtung für die Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit und/oder von
Druckluft als ein Reinigungsmedium ausgebildet sind, ist es möglich, die erforderliche Zeit für die
Umstellung auf die Verarbeitung von Tinten eines neuen Tintensystems wesentlich zu reduzieren und damit gleichzeitig die Verluste von Tinten durch eine unerwünschte Vermischung der Tinten unterschiedlicher Tintensysteme zu vermeiden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Fig. näher er- läutert.
Es zeigen in schematisch vereinfachter Darstellung:
Fig. 1 eine Tintenstrahldruckeinrichtung mit einem Druckkopf;
Fig. 2 einen Druckkopf mit mehreren Reservoirs für Tinten bzw. ein Reinigungsmedium;
Fig. 3 ein Detail eines Tintenstrahldruckers mit drei Tintenstrahldruckeinrichtungen gemäss
Fig. 2 in perspektivischer und vereinfachter Darstellung.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merk- malskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie- len für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemässe Lösungen darstellen.
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Die Fig. 1 zeigt eine Tintenstrahldruckeinrichtung 1 mit einem Druckkopf 2.
Die Tintenstrahldruckeinrichtung 1 besteht aus drei Tanks 3 zur Aufnahme verschiedener Tin- ten und einem Tank 4 zur Aufnahme eines Reinigungsmediums, wobei die Tanks 3,4 durch Zu- bringerleitungen 5 mit einem Absperrorgan 6 und einer Anschlussöffnung 7 verbunden sind. Die
Anschlussöffnung 7 des Absperrorgans 6 ist mit einer Zuführungsöffnung 8 des Druckkopfs 2 ver- bunden. Das Absperrorgan 6 der Tintenstrahldruckeinrichtung 1 ist im konkreten Ausführungsbei- spiel als ein Mehrwegeventil ausgebildet. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass jede
Zubringerleitung 5 über ein separates Ventil verfügt und die Auslassöffnungen dieser Ventile in eine gemeinsame Anschlussöffnung 7 münden.
Der Anschlussöffnung 7 für den Druckkopf 2 sind somit mehrere Tanks 3,4 für Tinten und/oder ein Reinigungsmedium vorgeordnet, wobei die Tanks 3,4 durch Zubringerleitungen 5 mit der
Anschlussöffnung 7 verbunden sind und zwischen jedem Tank 3,4 und der Anschlussöffnung 7 ein
Absperrorgan 6 angeordnet ist.
Zwischen den Tintentanks 3 und dem Absperrorgan 6 befindet sich im Verlauf der Zubringerlei- tung 5 jeweils ein Reservoir 9. Diese Reservoirs 9 sind gemeinsam mit dem Absperrorgan 6 nahe dem Druckkopf 2 angeordnet, wobei die Reservoirs 9 als Druckausgleichsbehälter ausgebildet ¯ sind. Zwischen je einem, Reservoir 9 undje einem Tank 3 für die Tinte ist jeweils auch eine Rück- führleitung 10 ausgebildet. Dies ermöglicht es, die Tinte aus dem Reservoir 9 wiederum in den
Tank 3 zurück zu befördern und bietet den Vorteil, dass im Fall, dass eine Tinte gerade nicht in
Verwendung ist und somit das Absperrorgan 6 für diese Tinte geschlossen ist, die Tinte zwischen dem Reservoir 9 und dem Tank 3 in einem Kreislauf gefördert werden kann und somit die Ablage- rung von Komponenten bzw.
Bestandteilen der Tinte in den Leitungen (Zubringerleitung 5, Rück- führleitung 10) vermieden wird.
Der Druckkopf 2 ist in an sich bekannter Weise ausgebildet und besteht aus einer Verteilkam- mer 11, die über die Zuführungsöffnung 8 in einem ersten Endbereich mit Tinte gespeist wird und an einem zweiten Endbereich Tinte an, in diesem Fall acht, Aussprühvorrichtungen 12 abgibt.
Durch Betätigung der Aussprühvorrichtungen 12 wird die Tinte durch in einem unteren Endbereich des Druckkopfs 2 angeordnete Düsen 13 ausgestossen und so auf ein zu bedruckendes Druckme- dium aufgebracht.
Zur Beförderung der Tinten bzw. eines Reinigungsmittels aus den Tanks 3 bzw. 4 in den
Druckkopf, ist in den Zubringerleitungen 5 jeweils eine Pumpe 14 angeordnet. Um das Eindringen von Verunreinigungen in den Druckkopf 2 zu verhindern, sind ausserdem in den Zubringerleitungen
5 jeweils ein Filter 15 angeordnet. Analog dazu ist in den Rückführleitungen 10 jeweils eine Pumpe
16 ausgebildet.
In den Zubringerleitungen 5 zwischen jedem der Tanks 3 und dem jeweils damit verbundenen
Reservoir 9 ist jeweils ein Absperrorgan 17 angeordnet. Entsprechend ist in den Rückführleitungen
10 zwischen jedem der Tanks 3 und dem mit diesem verbundenen Reservoir 9 ein Absperrorgan
18 angeordnet. Durch diese Absperrorgane 17,18 können die Reservoirs 9 von den jeweiligen
Tanks 3 in bezug auf den Druck entkoppelt werden, sodass eine Stabilisierung des Tintenflusses in den Druckkopf 2 erreicht wird.
Da es zur Verarbeitung von Tinten mancher Tintensysteme erforderlich sein kann, deren Tem- peratur über Raumtemperatur zu erhöhen, sind die Tanks 3 jeweils mit Heizelementen 20 und
Thermometern 21 ausgestattet. Aus dem gleichen Grund ist der Druckkopf 2 bzw. sind die Reser- voirs 9 ebenfalls mit einem Heizelement 22 und einem Thermometer 23 ausgestattet. Selbstver- ständlich ist es auch möglich, dass die Tanks 3 bzw. die Reservoirs 9 jeweils mit einem gemeinsa- men Heizelement 20 bzw. einem gemeinsamen Heizelement 22 versehen sind. Dem entsprechend wird es in den meisten Fällen auch ausreichend sein, dass die Tanks 3 bzw. die Reservoirs 9 je- weils nur über ein gemeinsames Thermometer 21 bzw. ein gemeinsames Thermometer 23 verfü- gen.
Zur automatisierten Steuerung der gesamten Tintenstrahldruckeinrichtung 1 ist diese mit einer
Steuervorrichtung 24 ausgestattet. Das als Mehrwegeventil ausgebildete Absperrorgan 6 wird von der Steuervorrichtung 24 so angesteuert, dass stets nur eine der Zubringerleitungen 5 durchgängig mit der Anschlussöffnung 7 und somit der Zuführungsöffnung 8 des Druckkopfs 2 verbunden ist.
Aus demjenigen Tank 3, dessen Zuführungsleitung 5 sich in geöffnetem Zustand bezüglich der
Anschlussöffnung 7 befindet, wird mit Hilfe der Pumpe 14 Tinte aus diesem Tank 3 über das
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entsprechende Reservoir 9 in die Verteilkammer 11des Druckkopfs 2 nachgefördert. Die Ansteue- rung der entsprechenden Pumpe 14 erfolgt ebenfalls durch die Steuervorrichtung 24. Die Förde- rung der Tinte aus dem Reservoir 9 in die Verteilkammer 11kann dabei sowohl durch die Schwer- kraftwirkung auf die Tinte als auch durch eine eigene zwischen dem Reservoir 9 und dem Absperr- organ 6 angeordnete Pumpe (nicht dargestellt) erfolgen.
Zur Messung des Füllstandes der Tinte in den entsprechenden Behältern sind die Tanks 3, die
Reservoirs 9 und die Verteilkammer 11 des Druckkopfs 2 in ihrem Innenraum mit einem Füll- standssensor 25 ausgestattet. Mit diesen Füllstandssensoren 25 kann durch die mit diesem ver- bundene Steuervorrichtung 24 der Füllstand ständig gemessen werden. In einer bevorzugten
Ausführungsform sind diese Füllstandssensoren 25 jeweils in einem oberen Endbereich der Tanks
3,4, der Reservoirs 9 bzw. der Verteilkammer 11angeordnet. Um einen Druckausgleich mit dem
Umgebungsluftdruck zu ermöglichen, sind die Reservoirs 9 als auch die Verteilkammer 11 des
Druckkopfes 2 jeweils mit einer Lüftungsöffnung 26 ausgestattet.
Die Lüftungsöffnung 26 verfügt ihrerseits über einen Luftfilter durch den verhindert wird, dass Staubpartikel in die Düsen 13 des
Druckkopfs 2 eindringen und diese verstopfen.
Alternativ dazu ist es aber auch möglich, dass der Druckkopf 2 über keine eigene Lüftungsöff- nung 26 und keinen Füllstandssensor 25 verfügt. In dieser Ausführungsvariante ist die Verteilkam- -mer-1-1-des-Druckkopfs 2-vollständig-mit Tinte befüllt und der Druckausgleich mit dem-Umgebungs- luftdruck kann über die Lüftungsöffnung 26 des entsprechenden Reservoirs 9 erfolgen bzw. kann
Unterdruck angelegt werden, um ein Auslaufen der Tinte zu vermeiden. An der Lüftungsöffnung 26 ist vorzugsweise ein Druckregelkreis angeschlossen, durch den der Druck in der Verteilkammer 11 bzw. dem entsprechenden Reservoir 9 gerade so eingestellt werden kann, dass ein Auslaufen von
Tinte aus den Düsen 13 des Druckkopfs 3 verhindert wird.
Die Betätigung der Pumpe 14 und des Absperrorgans 6 durch die Steuervorrichtung 24 erfolgt stets so, dass sich der Füllstand der Verteilkammer 11 und der Reservoirs 9 mit Tinte in einem vorgegebenen Bereich befindet.
Die Steuervorrichtung 24 ist somit so ausgebildet, dass mit ihrer Hilfe die Verteilkammer 11des
Druckkopfs 2 bzw. die Reservoirs 9 mit Tinte befüllt werden können, wobei diese Befüllung halbau- tomatisch als auch vollautomatisch erfolgen kann. Mit Hilfe der Füllstandssensoren 25 in den
Tanks 3,4 kann die Steuervorrichtung 24 auch dazu genutzt werden, die Tanks 3,4 aus mit diesen verbundenen, separat von der Tintenstrahldruckeinrichtung aufgestellten Nachfüllbehältern mit den entsprechenden Tinten bzw. einem Reinigungsmedium wieder zu befüllen. Auf diese Weise kann ein unterbrechungsfreier Betrieb der Tintenstrahldruckeinrichtung erreicht werden.
Der entsprechende Tank 3 als auch die Reservoirs 9 und der Druckkopf 2 werden durch das
Heizelement 20 bzw. das Heizelement 22 auf der für die entsprechende Tinte erforderlichen
Betriebstemperatur gehalten, wobei die Isttemperatur durch die Thermometer 21 bzw. 23 in Zu- sammenwirkung mit der Steuervorrichtung 24 bestimmt wird und so die Einhaltung der Betriebs- temperatur überwacht werden kann.
Soll nun die Tintenstrahldruckeinrichtung bzw. der Tintenstrahldrucker zum Bedrucken eines anderen Mediums umgerüstet werden, so wird es in den meisten Fällen auch erforderlich sein, dass die Tintenstrahldruckeinrichtung zur Verarbeitung auf Tinten eines anderen Tintensystems, d. h. auf
Tinten einer anderen Art, umgestellt wird. Mit der erfindungsgemässen Tintenstrahldruckeinrichtung
1, gemäss Fig. 1, ist dies in vorteilhafter Weise dadurch möglich, dass der Druckkopf 2, d. h. deren
Verteilkammer 11 und seine Aussprühvorrichtungen 12 mit den Düsen 13 zunächst mit einem
Reinigungsmedium gereinigt werden. Dazu wird von der Steuervorrichtung 24 das als Mehrwege- ventil ausgebildete Absperrorgan 6 so eingestellt, dass die Zubringerleitung 5 des Tanks 4 bzgl. der
Anschlussöffnung 7 in geöffnete Stellung gebracht wird.
Durch Ansteuerung der Pumpe 14 des
Tanks 4 wird sodann Reinigungsmittel in den Druckkopf 2 gepumpt. Durch gleichzeitiges Betätigen der Aussprühvorrichtungen 12 werden somit die Reste der verbliebenen Tinte aus dem Druckkopf
2 entfernt und die Verteilkammer 11, die Aussprühvorrichtungen 12 und die Düsen 13 gereinigt.
Zusätzlich zu diesem Reinigungsprozess durch Zuführung des Reinigungsmediums ist es aber auch möglich, dass durch eine separate Zubringerleitung (nicht dargestellt) Druckluft in den Druck- kopf 2 eingeblasen wird und so auch im Druckkopf 2 verbliebene Reste des Reinigungsmediums aus dem Druckkopf 2 entfernt werden. Dazu ist es selbstverständlich erforderlich, dass die Lüf- tungsöffnung 26 des Druckkopfs 2 durch ein entsprechendes Ventil (nicht dargestellt) verschlossen
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wird. Vorteilhaft ist es insbesondere, die Lüftungsöffnungen 26 des Druckkopfs 2 als auch der Reservoirs 9 durch ein Druckregelventil bzw. ein Servoventil auszubilden.
In einer alternativen Ausführungsvariante ist es auch möglich anstelle der Verwendung eines Reinigungsmediums, die "alte" Tinte durch Anlegen von Überdruck an den Lüftungsöffnungen 26 auszublasen.
Für den Vorgang des Ausstossens verbliebener Tintenreste bzw. des Reinigungsmediums ist der Tintenstrahldrucker mit einer entsprechenden Auffangvorrichtung, wie z. B. einem Tintenab- sorbtionskissen oder einem geeigneten Auffangbehälter, ausgebildet.
Im Anschluss an diesen Reinigungsvorgang wird durch die Steuervorrichtung 24 das Absperr- organ 6 so eingestellt, dass nunmehr die Zubringerleitung 5 desjenigen Tanks 3 mit der Tinte des neuen Tintensystems in geöffneten Zustand gebracht wird, sodass Tinte aus dem entsprechenden Reservoir 9 in die Verteilkammer 11des Druckkopfs 2 nachströmen kann. Durch Betätigung der entsprechenden Pumpe 14 wird gleichzeitig die Tinte aus dem entsprechenden Tank 3 in das entsprechende Reservoir 9 nachgefördert. Wie bereits beschrieben wurde, wird der Füllstand der Veiteilkammer 11und des Reservoirs 9 mittels der Füllstandssensoren 25 und der Steuervorrich- tung 24 gemessen und so in einen vorgegebenen Bereich gehalten.
Es sei besonders daraufhingewiesen, dass die einzelnen Teile der Tintenstrahldruckeinrichtung 1 und des Druckkopfs 2 in der Fig. 1 unmassstäblich und vereinfacht dargestellt sind. Insbesondere ist das Volumen der Tanks 3 bzw. 4 in der konkreten und praktischen Ausführungsform einer entsprechenden Tintenstrahldruckeinrichtung ein vielfaches des Volumens der Verteilkammers 11 des Druckkopfs 2 bzw. der Reservoirs 9. Ebenso ist zu beachten, dass die Zubringerleitungen 5, die Rückführleitungen 10 als auch die Signalleitungen bzw. die Versorgungsleitungen zwischen der Steuervorrichtung 24 und dem Absperrorgan 6 bzw. dem Füllstandssensor 25, den Heizelementen 22 und den Thermometern 23 keine starren Verbindungen darstellen, sondern dass diese als flexib- le Leitungen bzw. Verbindungen ausgebildet sind.
Während des Druckvorgangs wird nämlich der Druckkopf 2 und die Reservoirs 9 mit zum Teil sehr hohen Geschwindigkeiten als auch Beschleu- nigungen über das zu bedruckende Druckmedium geführt, sodass es von Vorteil ist, dass die Tanks 3 bzw. 4, also auch die Pumpen 14, an einem Teil des Tintenstrahldruckers angebracht sind, der sich dem Druckkopf 2 gegenüber in Ruhe befindet.
Durch einen Druckkopf 2 als solchen kann eine Farbe eines Tintensystems verarbeitet werden.
Ist der gleiche Druckkopf 2 Bestandteil einer Tintenstrahldruckeinrichtung 1, gemäss Fig. 1, so ist es möglich, zwischen verschiedenen Tintensystemen zu wechseln, d. h. zur gleichen Farbe eines anderen Tintensystems zu wechseln. Für eine komplette Tintenstrahldruckeinrichtung ist es selbst- verständlich erforderlich, für jede weitere, zu verarbeitende Farbe eine gleiche Anordnung eines Druckkopfs 2 und der weiteren Bestandteile bzw. Elemente, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, vorzusehen. Die Tanks 3, die Zubringerleitungen 5, die Reservoirs 9, die Rückführleitungen 10, die Absperrorgane 6, die Pumpen 14 als auch die Filter 15 sind dazu zur Aufnahme von Tinten ver- schiedener Tintensysteme als auch verschiedener Farben ausgebildet.
Des weiteren ist der Tank 4 und die entsprechende Zubringerleitung 5, die entsprechende Pumpe 14 als auch der entspre- chende Filter 15 für ein Reinigungsmedium in der Form einer Reinigungsflüssigkeit ausgebildet, diese Teile können aber auch für die Aufnahme von Druckluft als ein Reinigungsmedium ausgebil- det sein.
Die Fig. 2 zeigt einen Druckkopf 2 mit zwei Reservoirs 9 und einer Zuführungsöffnung 27 für ein Reinigungsmedium. Der Druckkopf 2 ist dabei über die Zubringerleitungen 5 mit zwei Tanks 3 für Tinten bzw. einen Tank 4 für ein Reinigungsmedium verbunden.
An einem ersten Endbereich sind die beiden Reservoirs 9 des Druckkopfs 2 durch eine Zufüh- rungsöffnung 8 jeweils mit der Anschlussöffnung 7 einer Zubringerleitung 5 verbunden. An ihrem zweiten Endbereich sind die Reservoirs 9 durch Absperrorgane 6 mit der Verteilkammer 11bzw. einem oberen Endbereich der - in diesem Ausführungsbeispiel acht - Aussprühvorrichtungen 12 verbunden. Die Zuführungsöffnung 27 für das Reinigungsmedium ist ebenfalls durch ein Absperr- organ 6 mit dem oberen Endbereich der Aussprühvorrichtungen 12 verbunden. An ihren ersten Endbereichen verfügen die Reservoirs 9 ausserdem über jeweils eine mit einem Luftfilter ausgestat- tete Lüftungsöffnung 26. Durch den Luftfilter wird verhindert, dass Staubpartikel in den Druckkopf 2 eindringen und in den Düsen 13 eine Verstopfung verursachen.
Wie bereits in der Figurenbeschreibung der Fig. 1 ausgeführt wurde, ist an die Lüftungsöffnung
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26 vorzugsweise ein Druckregelkreis angeschlossen, durch den der Druck im Inneren des Druck- kopfs 2 so eingestellt werden kann, dass ein fehlerhaftes Austreten von Tinte durch die Düsen 13, d. h. ohne eine Betätigung der Aussprühvorrichtung 12, verhindert werden kann.
In den Zubringerleitungen 5 der Tanks 3 für die Tinten bzw. des Tanks 4 für das Reinigungs- medium ist jeweils eine Pumpe 14 und ein Filter 15 angeordnet. Durch die Pumpen 14 können die
Tinten bzw. das Reinigungsmedium in den Druckkopf 2 gefördert werden. Durch die Filter 15 kann verhindert werden, dass Verunreinigungen aus den Tanks 3 bzw. 4 in den Druckkopf 2 gelangen.
Zur Steuerung der Tintenstrahldruckeinrichtung 1 ist diese mit der Steuervorrichtung 24 ausgestat- tet. Die Steuerung der verschiedenen Betriebszustände der Tintenstrahldruckeinrichtung 1 können dabei sowohl automatisiert bzw. programmgesteuert als auch halbautomatisch, d. h. durch manuel- le Vorgabe von Parametern an einem Schaltpult (nicht dargestellt), der Steuervorrichtung 24 oder durch manuelle Einstellung der verschiedenen Betriebszustände erfolgen.
Zur Steuerung der Zuführung von Tinte bzw. des Reinigungsmediums steht die Steuervorrich- tung 24 mit den Pumpen 14, mit dem Absperrorganen 6 als auch mit dem Füllstandssensoren 25 in
Verbindung. Um die Tinten während ihrer Verarbeitung auf der für sie erforderlichen Betriebstem- peratur zu halten, sind die Tanks 3 bzw. der Druckkopf 2 mit den Heizelementen 20 bzw. 22 und den Thermometern 21 bzw. 23 ausgestattet. Zur Regulierung der Betriebstemperatur der Tinten -stehen-diese Heizelemente-20-bzw: 22-als-auch-die-Thermometer-21-bzw. 23 ebenfalls mit der
Steuervorrichtung 24 in Verbindung.
Durch Öffnen eines der Absperrorgane 6 eines der beiden Reservoirs 9 kann Tinte aus dem
Reservoir 9 in die Aussprühvorrichtungen 12 nachströmen, sodass solcher Art die Versorgung der
Aussprühvorrichtungen 12 mit einer entsprechenden Tinte des entsprechenden Tintensystems gewährleistet ist. Der Zustrom von Tinte aus dem Reservoir 9 in den Bereich der Aussprühvorrich- tungen 12 ist dabei zunächst dadurch gewährleistet, dass durch die Lüftungsöffnungen 26 ein
Druckausgleich stattfinden kann. Wird von den Füllstandssensoren 25 in Zusammenwirkung mit der Steuervorrichtung 24 ein Absinken des Füllstandes im Reservoir 9 registriert, so wird von der
Steuervorrichtung 24 die entsprechende Pumpe 14 so angesteuert, dass aus dem entsprechenden
Tank 3 eine ausreichende Menge von Tinte in das Reservoir 9 nachgefördert wird.
In einer weiteren Ausbildungsform des Druckkopfs gemäss Figur 2 ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, die Absperrorgane 6 durch ein gemeinsames Mehrwegeventil auszubilden.
Der Ausstoss der Tinte durch die Düsen 13 im unteren Endbereich der Aussprühvorrichtungen
12 erfolgt in an sich bekannter Weise durch Betätigung der Aussprühvorrichtungen durch entspre- chende Datenleitungen (nicht dargestellt) bzw. einer entsprechenden Steuervorrichtung (nicht dargestellt) des Tintenstrahldruckers.
Die Aussprühvorrichtungen 12 sind dazu mit einem Aktuator 28 und einer Flüssigkeitsdiode 29 ausgestattet. Der Aktuator 28 kann dabei als ein elektrorestriktives Element ausgebildet sein, das an einer Aussenseite einer im Bereich der Aussprühvorrichtung 12 elastisch verformbaren Gehäu- sewand des Düsenkopfs 2 angeordnet ist. Wird an den als elektrorestriktives Element ausgebilde- ten Aktuator 28 eine elektrische Spannung angelegt, so wird dadurch ein Druckimpuls auf die im
Bereich der Aussprühvorrichtung befindliche Tinte ausgeübt, sodass die Tinte einerseits in Richtung auf die Düse 13 hin und andererseits in Richtung auf die Flüssigkeitsdiode 29 hin bewegt wird.
Durch die Flüssigkeitsdiode 29 wird jedoch die Bewegung der Tinte vom Aktuator 28 in Richtung auf die Flüssigkeitsdiode 29 weitestgehend unterdrückt, sodass als resultierender Effekt ein Tropfen der Tinte aus der Düse 13 auf das zu bedruckende Druckmedium hin ausgestossen wird. Alternativ dazu ist es auch möglich, den Aktuator 28 durch ein entsprechendes Heizelement auszubilden, dass die Tinte im Bereich der Aussprühvorrichtung 12 derart hoch erhitzt, dass es zur Ausbildung eines Bläschens dampfförmiger Tinte kommt, die schliesslich zum Ausstoss eines Tropfens der Tinte aus der Düse 13 führt. Der Aktuator 28 kann selbstverständlich auch durch einen anderen physika- lischen Effekt, z.B. elektrostatisch, ein Ausstossen der Tinte bewirken.
Soll nun die Tintenstrahldruckeinrichtung auf die Verarbeitung von Tinten eines anderen Tin- tensystems umgestellt werden, so werden zunächst die Absperrorgane 6 der Tintenreservoirs 9 verschlossen und das der Zuführungsöffnung 27 zugeordnete Absperrorgan 6 für die Zuführung eines Reinigungsmediums geöffnet. Durch die Steuervorrichtung 24 wird sodann die dem Tank 4 zugeordnete Pumpe 14 so angesteuert, dass das Reinigungsmedium in die Düse 2 und durch die
Aussprühvorrichtungen 12 und die Düsen 13 gefördert wird. Dadurch werden die im Bereich der
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Aussprühvorrichtungen 12 und der Düsen 13 verbliebenen Tintenreste aus der Düse 2 entfernt und diese Bereiche gereinigt.
Neben der Reinigung mit einem Reinigungsmedium in der Form einer
Reinigungsflüssigkeit ist es zusätzlich auch möglich, dass durch die Pumpe 14 Druckluft in den
Druckkopf 2 eingeblasen wird und so die Aussprühvorrichtungen 12 und die Düsen 13 zusätzlich auch noch von den verbliebenen Resten der Reinigungsflüssigkeit befreit werden.
Wie schon in der Figurenbeschreibung der Fig. 1 ausgeführt wurde, ist der Tintenstrahldrucker für den beschriebenen Vorgang des Ausstossens verbliebener Tintenreste bzw. des Reinigungs- mediums eine entsprechende Auffangvorrichtung, wie z. B. ein Tintenabsorbtionskissen oder ein geeigneter Auffangbehälter, vorgesehen.
Im Anschluss an den beschriebenen Reinigungsvorgang wird nun durch die Steuervorrichtung
24 das entsprechende Absperrorgan für die Tinte des neuen Tintensystems geöffnet, sodass diese in die Aussprühvorrichtungen 12 und die Düsen 13 nachströmen kann. Somit ist die Tintenstrahl- druckeinrichtung auf die Verarbeitung von Tinten des neuen Tintensystems eingestellt. Für Tinten- strahldruckeinrichtungen, mit den mehr als eine Farbe für verschiedene Tintensysteme verarbeite- tet werden sollen, ist es selbstverständlich erforderlich, dass für jede der Farben eine Einrichtung mit den Elementen, wie in Fig. 2 dargestellt, ausgebildet ist. Dabei ist es auch selbstverständlich ¯ .möglich, dass nur eine gemeinsame Steuervorrichtung 24 vorgesehen ist.
Ebenso wie in der Figurenbeschreibung der Fig. 1 ausgeführt wurde ist auch hier zu betonen, dass die einzelnen Teile unmassstäblich und vereinfacht dargestellt sind. So sind die Volumen der
Tanks 3 bzw. 4 in der konkreten und praktischen Ausführungsform in einer entsprechenden Tin- tenstrahldruckeinrichtung ein Vielfaches der Volumen der Reservoirs 9 des Druckkopfs 2. Ebenso sind die Zubringerleitungen 5 als auch die verschiedenen Verbindungen zwischen der Steuervor- richtung 24 und den Absperrorganen 6, den Pumpen 14 und den Heizelementen 20 bzw. 22 und den Thermometern 21 bzw. 23 und den Füllstandssensoren 25 flexibel ausgebildet.
Die Fig. 3 zeigt ein Detail eines Tintenstrahldruckers mit drei Tintenstrahldruckeinrichtungen 1, gemäss Fig. 2 in perspektivischer und stark vereinfachter Darstellung.
Ein Druckmedium 36 wird durch eine aus Walzen bestehende Transporteinrichtung 37 in eine
Richtung 38 bewegt. In einem Schlitten 39 sind drei Druckköpfe 2 befestigt, sodass diese in einem geringen Abstand über dem Druckmedium 36 in Quervorschubrichtung, d. h. in einer zur Richtung
38 der Bewegung des Druckmediums 36 senkrechten Richtung 40, bewegt werden kann. Zur
Bewegung des Schlittens 39 in Quervorschubrichtung (Richtung 40) wird dieser entlang von zwei
Querführungsbahnen 41 geführt. Während dieser Bewegung der Druckköpfe 2 über dem Druck- medium 36 erfolgt das Bedrucken des Druckmediums 36 mit der aus den Druckköpfen 2 ausge- stossenen Tinte. Die Tinte wird dazu aus den entsprechenden Tanks 3 durch die Pumpen 14 und die Zubringerleitungen 5 in die Druckköpfe 2 befördert.
Die Zubringerleitungen 5 als auch die
Daten und Steuerleitungen (nicht dargestellt) werden dazu, in an sich bekannter Weise, durch einen flexiblen Leitungskanal 42 geführt. Dabei ist der eine Endbereich des Leitungskanals 42 an einem feststehenden Teil des Rahmens (nicht dargestellt) des Tintenstrahldruckers befestigt, während der zweite Endbereich des Leitungskanals 42 am Schlitten 39 befestigt ist.
Um die Tinten in den Zuführungsleitungen 5 auf der erforderlichen Betriebstemperatur zu hal- ten, sind diese mit einem Heizelement (nicht dargestellt) und einem Thermometer (nicht darge- stellt) verbunden. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass - insbesondere über den Verlauf des
Leitungskanals 42 hinweg - die Zubringerleitungen 5 mit einem gemeinsamen Heizelement und/oder einem gemeinsamen Thermometer verbunden sind.
Bei modernen Tintenstrahldruckern hoher Druckleistung treten bei der Bewegung des Schlit- tens 39 mit den Druckköpfen 2 zum Teil sehr hohe Beschleunigungen auf. Die dadurch auf die
Tinte in den Druckköpfen 2 wirkenden Beschleunigungskräfte können zu unerwünschten Druck- schwankungen der Tinte in den Aussprühvorrichtungen 12 bzw. in den Düsen 13 (Fig. 1, Fig. 2) führen. Als Folge davon kommt es zu Schwankungen der Volumina der durch die Düsen 13 aus- gestossenen Tintentröpfchen oder zum Einsaugen von Luft oder Auslaufen von Tinte und somit zu einer Beeinträchtigung der Bildqualität.
Zur Vermeidung entsprechender Druckschwankungen trägt bei, dass, wie bereits in den Figurenbeschreibungen der Fig. 1 und 2 aufgeführt wurde, die Verteil- kammer 11bzw. die Reservoirs 9 mit Lüftungsöffnungen 26 ausgebildet sind bzw. an die Lüftungs- öffnungen 26 Druckregelkreise angeschlossen sind. Durch diese Lüftungsöffnungen 26 ist ein
Druckausgleich mit dem Umgebungsluftdruck möglich. Zur Vermeidung von Druckunterschieden
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zwischen unterschiedlichen Aussprühvorrichtungen 12 eines Druckkopfes 2 (es handelt sich dabei um ein System kommunizierender Gefässe) trägt ausserdem bei, dass die Aussprühvorrichtungen 12 bzw. die Düsen 13 senkrecht zur Richtung 40, d. h. senkrecht zur Quervorschubrichtung des Schlittens 39, ausgerichtet sind.
Als dritte Massnahme zur Vermeidung von Druckschwankungen ist schliesslich vorgesehen, dass die Zubringerleitungen 5 bzw. die Rückführleitungen 10 als auch die Leitungen zwischen dem Absperrorgan 6 und dem Druckkopf 2 aus einem elastisch rückstellbar verformbaren Material ausgebildet sind. Insbesondere sind die genannten Leitungen mit einer vorbestimmbaren Kraft in radialer Richtung elastisch rückstellbar verformbar ausgebildet.
Mit den Tintenstrahldruckeinrichtungen 1, gemäss Fig. 1 bzw. Fig. 2, ist es möglich, Tintenstrahldrucker herzustellen, die eine einfache Umrüstung zur Verarbeitung von Tinten unterschiedlicher Tintensysteme ermöglichen. Durch die Ausbildung von Tintenstrahldruckern mit erfindungsgemässen Tintenstrahldruckeinrichtungen 1, sind die entsprechenden Tintenstrahldrucker mit sehr kurzen Umrüstzeiten universell einsetzbar. Die weiteren Elemente eines solchen Tintenstrahldruckers sind einerseits eine Transporteinrichtung für ein zu bedruckendes Druckmedium 36 und andererseits eine Transporteinrichtung bzw. ein Antrieb zur Bewegung der Druckköpfe 2 über dem Druckmedium 36.
Ein entsprechender Tintenstrahldrucker verfügt weiters über eine Steuervorrichtung, die mit den Antrieben für die Transporteinrichtung für das Druckmedium 36 und die Transporteinrichtung für Düsenköpfe 2 bzw. den Schlitten 39 verbunden ist und andererseits über ein System von Datenleitungen bzw. über ein Datennetz, das durch die Steuervorrichtung die Druckköpfe 2 derart angesteuert werden kann, dass aus den Bildinformationsdaten das entsprechende Bild auf dem zu bedruckenden Druckmedium 36 aufgebracht werden kann. Bei Tintenstrahldruckern mit einer Vielzahl von Druckköpfen 2 ist es selbstverständlich auch möglich, dass mehrere Druckköpfe 2 die gleiche Farbe verarbeiten.
Dazu ist es auch möglich, dass Tanks 3 mehrerer Tintenstrahldruckeinrichtungen 1 für Tinten eines gleichen Tintensystems und einer gleichen Farbe jeweils durch gemeinsame Tanks 3 ausgebildet sind.
Der Ordnung halber sei abschliessend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Tintenstrahldruckeinrichtung bzw. des Druckkopfs diese/dieser bzw. deren/dessen Bestandteile teilweise unmassstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 ; 3 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemä- #en Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung
1 Tintenstrahldruckeinrichtung 36 Druckmedium
2 Druckkopf 37 Transporteinrichtung
3 Tank 38 Richtung
4 Tank 39 Schlitten
5 Zubringerleitung 40 Richtung
6 Absperrorgan 41 Querführungsbahn
7 Anschlussöffnung 42 Leitungskanal
8 Zuführungsöffnung
9 Reservoir
10 Rückführleitung
11Verteilkammer
12 Aussprühvorrichtung
13 Düse
14 Pumpe
15 Filter
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16 Pumpe
17 Absperrorgan
18 Absperrorgan
19
20 Heizelement
21 Thermometer
22 Heizelement
23 Thermometer
24 Steuervorrichtung
25 Füllstandssensor
26 Lüftungsöffnung
27 Zuführungsöffnung
28 Aktuator
29 Flüssigkeitsdiode 30 @ ¯¯¯¯¯¯ @
31
32
33
34
35
PATENTANSPRÜCHE:
1.
Tintenstrahldruckeinrichtung mit zumindest einem Druckkopf, wobei einer Anschlussöffnung (7) für den Druckkopf (2) mehrere Tanks (3, 4) für Tinten und/oder ein Reinigungsmedium vorgeordnet sind und die Tanks (3,4) durch Zubringerleitungen (5) mit der Anschlussöff- nung (7) für den Druckkopf (2) verbunden sind und wobei zwischen jedem Tank (3, 4) und der Anschlussöffnung (7) ein Absperrorgan (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tanks (3,4) für die Tinten und/oder der Druckkopf (2) mit einem Heizelement (20,22) und/oder einem Thermometer (21,23) ausgebildet sind bzw. ist.
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The invention relates to an ink jet printing device and a printing head for ink jet printing devices, as described in the preamble of claims 1.20.
Ink jet printing devices or ink jet printers have already become known in which a nozzle or a nozzle group of a print head for depositing or discharging inks is preceded by an ink tank or ink reservoir. The ink reservoir is connected via channels to the nozzle or the nozzle group on the one hand and via a feeder line to the ink tank on the other hand. The disadvantage was that due to this type of ink supply only printing devices could be produced, with which only one type of inks can be processed. To process different inks it required a complete conversion of the machine.
The need for inkjet printers with different ink systems, d. H. To be able to operate inks of various types is particularly important in the industrial sector, with which one and the same printing device imprints on different materials, such as paper, cardboard, plastic films or textiles should be made. For this purpose, solutions have also been proposed which allow retrofitting of an inkjet printer for different ink systems.
US Pat. No. 6,024,441 A describes an inkjet printing device consisting of ink tanks, flexible feeder lines and connection units for the print heads. For the different colors of different ink systems, feeder lines lead from the ink tanks to a respective connection unit belonging to an ink system. The printheads of the ink jet printing device are in turn connected to printhead connection units at the printhead connection units, thereby ensuring the ink supply to the printheads. To convert the inkjet printing device to a new ink system, it is necessary that the printheads be removed from the inkjet printing device by detaching the printhead connectors from the printhead connector units.
The printheads are then replaced with the new set of printheads connected to the printhead connectors of the new color system. The change of the ink system in inkjet printing devices, as described in US 6024441 A, is thus associated with a considerable manipulation effort for removing or installing the print heads.
The document US 4,908,638 A shows an ink jet printing device with printheads, each of which can optionally be fed with different inks. Supply lines lead from several ink containers to a valve-equipped selection mechanism, which communicates with the print head via a channel and supplies the corresponding ink to one of the ink containers in accordance with the valve position. By appropriately adjusting the valves of the selection mechanism, it is thus possible with this ink-jet printing apparatus to set them for operation with different types of inks.
The document DE 25 43 452 B2 discloses a venting device for ink supply systems of inkjet writing devices, in which individual writing nozzles, which are connected to one another via a distributor device, are supplied from a storage container with writing fluid. The ink supply system communicates with the surrounding air via a venting duct. The vent channel has such a small diameter, which is achieved on the writing fluid capillary action. The vent channel is located in the vicinity of the highest point of the ink supply system and completely filled with ink in the operating state of the ink supply system.
If an air bubble is located in the upper region of the distributor device, then by actuating a pressure piston of the inkjet pressure device it can be achieved that the liquid level rises to the capillary of the venting channel and closes it, whereby the air bubble is displaced from the distributor device.
Document EP 640 479 A1 discloses an ink jet printing apparatus using a plurality of printheads. The print heads are arranged so that a large number of inks with different compositions can be ejected in different printing steps. This inkjet printing device is specially designed for printing on textiles or fabrics. The document EP 640 479 A1 also discloses an ink supply system for the print heads, in which containers are provided for buffering the ink between the ink tanks and the print heads.
Between the container for temporary storage of the ink and the printhead, besides a supply channel, a further
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provided channel through which the ink from the printhead can be returned to the container for caching, so that circulating the ink between the
Container for caching and the printhead is possible.
The document DE 28 42 594 A1 shows a supply device for an ink writing head, in which a storage container with ink liquid is directly attached to the ink writing head guided past the writing line in front of the recording medium. The kind with the
Ink storage head entrained storage container is thereby supplied or refilled with ink liquid from a further stationarily arranged storage container. The supply device has a monitoring circuit or control with which the level or the filling amount of the ink liquid is monitored in the entrained reservoir and so the refilling of the reservoir can be controlled.
From document DE 24 49 732 B1 an apparatus for maintaining a constant pressure in an ink supply system of an ink droplet printer is known. For this purpose, the device has an intermediate chamber arranged between an ink reservoir and the spray head or print head, which is equipped with a riser pipe designed as a pressure measuring tube and with signal transmitters designed as a measuring sensor. According to the signals of the
Sensor on the pressure measuring tube, is controlled by a control device, the volume of the intermediate chamber-influencing bimetallic plate, can be achieved by the deformation that in the printhead always ink is supplied at approximately constant pressure.
The present invention has for its object to provide an ink jet printing device, which makes a universal use, without long changeover times at the inkjet printer, made possible.
This object of the invention is achieved by the claim 1. It is advantageous in this embodiment that now with a set of printheads different ink systems or
Inks with different properties, viscosity, color, dye concentration, etc. can be processed. For conversion, the different tanks are to be connected to the printheads only by appropriate adjustment of the shut-off devices, however, a change of the printheads or a complete conversion of the ink jet printing device or of the ink jet printer is not required and still the advantages of each ink type can be achieved over one single
Be exploited ink jet printing device.
The further development of the ink jet printing device according to claim 2 provides the advantage that an intermediate or buffer memory for the storage of the inks is available with the reservoirs, and thus a safeguard against interruptions due to empty tanks is given.
The further development of the inkjet printing device, according to which the reservoir is designed as a pressure equalization container and / or for applying negative pressure, offers the advantage that the
Ink can flow into the printhead to the extent necessary and thus impairments in print quality can be avoided.
As a result of the development of the inkjet printing device according to claim 3, wherein a reservoir is arranged in the print head, ink jet printing devices of a substantially more compact design can be produced in an advantageous manner.
Also advantageous is a development of the inkjet printing device, wherein the obturator is designed as a multi-way valve, as this can be found with fewer components Auslangen. By forming the shut-off valves by a common multi-way valve, the risk of malfunction is also reduced, since it is not possible that simultaneously from several tanks inks or the cleaning medium can flow into the print head.
The development of the ink jet printing device according to claim 4 offers the advantage that the supply of the ink or the cleaning agent in the print head is independent of the gravitational effect and thus the tanks can be arranged in any areas of the ink jet printer. The pump ensures the delivery of the ink or cleaning agent in any case.
Due to the design of the inkjet printing device according to claim 5 can in an advantageous
To prevent contamination from entering the print head and clogging the nozzles.
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The development is also advantageous in that a shut-off device is arranged in the feed line between each tank and the reservoir connected to it, or a shut-off device is arranged in the return line between each tank and the reservoir connected to it, since this results in pressure decoupling the ink in the print head or in the corresponding reservoir from the pressure in the corresponding tank can be achieved.
The further developments of the inkjet printing device according to claim 7 to 10, the advantage is achieved that the inks can always be kept in the most favorable for their processing range of operating temperature and the supply of the print head with ink can be automated and especially programmatically done.
The design of the inkjet printing device according to claim 11 offers the advantage that it can be used to produce inkjet printing devices having a very wide range of applications. Ink jet printers with such inkjet printing devices can be used in inkjet printers of various types and applications.
Also advantageous is the development in that the tanks, the feeder lines, the reservoirs, the shut-off devices, the pumps and the filters for receiving a cleaning fluid and / or compressed air are designed as a cleaning medium, since the possible cleaning of the print heads, the conversion The ink jet printing device can be significantly shortened to a new ink system and thus, in particular misprints, can be avoided by the temporary and undesired mixture of inks of different ink systems.
The development of the inkjet printing device with a level sensor, which is arranged in an interior of the reservoir and / or the tank and / or a distribution chamber for the inks or wherein the level sensor in an upper end region of the reservoir and / or the tanks and / or the distribution chamber is arranged, offers the advantage that so that the level of the inks in the reservoirs can always be determined. This can also be achieved that there are always sufficient amounts of ink in the reservoirs and thus prevents the depletion of the ink reservoir in the reservoirs and it comes to an interruption of the printing process or, as a result, to misprints ,
By forming the inkjet printing device according to claims 13 to 15, in that the reservoirs or the distribution chamber are provided with ventilation openings or a pressure regulating valve, in particular a servo valve, it is advantageously ensured that the ink from the reservoirs freely into the area of the Aussprühvorrichtungen can flow.
This avoids that pressure fluctuations in the distribution chamber of the printhead occur and as a result different sized ink droplets are ejected from the print head, whereby the print quality is affected. It is also advantageous that a pressure control loop is connected to the ventilation opening.
The development of the ink-jet printing device, according to which an air filter is arranged in the ventilation opening, offers the advantage that the penetration of dust particles from the ambient air into the print head and subsequently a clogging of the nozzles of the print head can be prevented.
Also advantageous is the further development of the inkjet printing device, according to which the feeder line is elastically deformable deformable or the feeder line is elastically deformable deformable with a predeterminable force in the radial direction, since the ink supply disturbing pressure fluctuations in the feeder lines or the reservoirs can be reduced. In fact, pressure fluctuations occur in particular as a result of the acceleration forces acting on the ink, which occur across the print medium during the movement of the print head in the transverse feed direction.
The design of the inkjet printing device according to claim 17 achieves the advantage that in the event that an ink is not in use, it promotes circulation and thus prevents the deposition of components or components of the ink in the lines can be.
The design of the inkjet printing device according to claim 18 achieves the advantage that the arrangement of the ink tanks can be made more compact and in particular with a smaller number of tanks for the different colors of the inks of the different ones
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Ink systems the Auslangen can be found.
Finally, developments of the inkjet printing device are also advantageous, with the
Shut-off valves and / or the pumps and / or the level sensors and / or the heating elements and / or the thermometer are connected to a control device or the control device for controlling the filling of the distribution chamber and / or the reservoir is formed with ink, since the control the various operating states of the inkjet printing devices can be automated or program-controlled.
The further development of the ink jet printing device, wherein the control device is designed to fill the tanks with ink and / or to fill the tank with cleaning medium, has the advantage of ensuring that the ink jet printing device is supplied with ink or the required cleaning medium for a longer period of time can be and so an uninterrupted operation of the ink jet printing device can be ensured.
The object of the invention is also independent by a printhead according to the
Characteristics in the characterizing part of claim 20 solved. The advantage here is that with a
Set of printheads for the required number of colors, inks of different ink systems can be processed. To switch between the different ink systems, it is only necessary that the Absperrorgange the printhead be closed or opened accordingly. It is also advantageous that, when changing over to a new ink system, the remainders of the inks remaining in the reservoirs do not have to be removed, and so on
Material losses can be reduced.
By forming the print head according to claims 21 to 22, in that the reservoirs are formed with ventilation openings, it is advantageously ensured that the ink from the reservoirs can flow into the area of the ejection devices in the extent required for trouble-free operation. Another advantage is that at the ventilation opening a
Pressure control loop is connected.
The further development of the print head according to claim 23 ensures in an advantageous manner that no dust particles or impurities from the air can penetrate into the nozzles of the print head and cause them to clog.
Also advantageous is the further development of the print head according to claim 24, since it is thereby possible to keep the inks in the most favorable temperature range in their processing.
The design of the print head according to claim 25 makes it possible in an advantageous manner to be able to use such printheads for the processing of a wide variety of ink systems and in inkjet printers of various designs.
By the formation of the print head by the reservoirs, the distribution chamber, the Absperr- organs and the spray device for receiving a cleaning liquid and / or of
Compressed air is formed as a cleaning medium, it is possible, the time required for the
Substantially reduce conversion to the processing of inks of a new ink system and, at the same time, to avoid the loss of inks due to unwanted mixing of the inks of different ink systems.
For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
In a simplified schematic representation:
Fig. 1 is an ink jet printing device with a print head;
2 shows a print head with several reservoirs for inks or a cleaning medium;
Fig. 3 shows a detail of an ink jet printer with three ink jet printing devices according to
Fig. 2 in perspective and simplified representation.
By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be analogously applied to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location selected in the description, such as. B. top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred in a change in position mutatis mutandis to the new situation. Furthermore, individual features or feature combinations from the illustrated and described different embodiments may also represent separate, inventive or inventive solutions.
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FIG. 1 shows an ink jet printing device 1 with a print head 2.
The ink-jet printing device 1 consists of three tanks 3 for holding different inks and a tank 4 for receiving a cleaning medium, the tanks 3, 4 being connected by supply lines 5 to a shut-off device 6 and a connection opening 7. The
Connection opening 7 of the obturator 6 is connected to a feed opening 8 of the print head 2. The obturator 6 of the inkjet printing device 1 is designed in the concrete embodiment as a multi-way valve. Of course, it is also possible that each
Feed line 5 has a separate valve and the outlet openings of these valves open into a common connection opening 7.
The connection opening 7 for the print head 2 are thus arranged upstream of several tanks 3.4 for inks and / or a cleaning medium, wherein the tanks 3.4 by feeder lines 5 with the
Connection port 7 are connected and between each tank 3,4 and the connection opening 7 a
Shut-off valve 6 is arranged.
A reservoir 9 is located between the ink tanks 3 and the obturator 6 in the course of the feeder line 5. These reservoirs 9 are arranged together with the obturator 6 near the print head 2, wherein the reservoirs 9 are designed as pressure equalization tanks. Between each, a reservoir 9 and a tank 3 for the ink, a return line 10 is formed in each case. This allows the ink from the reservoir 9 in turn into the
Tank 3 back to carry and has the advantage that in the event that an ink just not in
Is used and thus the obturator 6 is closed for this ink, the ink between the reservoir 9 and the tank 3 can be conveyed in a circuit and thus the storage of components or
Components of the ink in the lines (feeder line 5, return line 10) is avoided.
The printhead 2 is formed in a manner known per se and consists of a distributor chamber 11, which is supplied with ink via the supply opening 8 in a first end region and emits ink at a second end region, in this case eight, ejection devices 12.
By actuating the ejection devices 12, the ink is ejected through nozzles 13 arranged in a lower end region of the print head 2 and thus applied to a print medium to be printed.
For transporting the inks or a cleaning agent from the tanks 3 and 4 in the
Printhead, a pump 14 is disposed in the feeder lines 5 each. In order to prevent the ingress of impurities in the print head 2, are also in the feeder lines
5 each arranged a filter 15. Similarly, in the return lines 10 each have a pump
16 trained.
In the feeder lines 5 between each of the tanks 3 and the respectively associated therewith
Reservoir 9 is a respective obturator 17 is arranged. Accordingly, in the return lines
10 between each of the tanks 3 and connected to this reservoir 9 a shut-off
18 arranged. By these shut-off valves 17,18, the reservoirs 9 of the respective
Tanks 3 are decoupled with respect to the pressure, so that a stabilization of the ink flow is achieved in the print head 2.
Since it may be necessary for the processing of inks of some ink systems to increase their temperature above room temperature, the tanks 3 are each provided with heating elements 20 and
Thermometers 21 equipped. For the same reason, the print head 2 or the reservoirs 9 are likewise equipped with a heating element 22 and a thermometer 23. Of course, it is also possible that the tanks 3 or the reservoirs 9 are each provided with a common heating element 20 or a common heating element 22. Accordingly, in most cases it will also be sufficient that the tanks 3 or the reservoirs 9 each have only one common thermometer 21 or one common thermometer 23.
For automated control of the entire inkjet printing device 1, this is with a
Control device 24 equipped. Trained as a multi-way valve obturator 6 is controlled by the control device 24 so that always only one of the feeder lines 5 is continuously connected to the connection opening 7 and thus the feed opening 8 of the print head 2.
From that tank 3, the supply line 5 in the open state with respect to the
Connection port 7 is located, using the pump 14 ink from this tank 3 via the
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corresponding reservoir 9 nachgefördert in the distribution chamber 11 of the print head 2. The control of the corresponding pump 14 is likewise effected by the control device 24. The conveyance of the ink from the reservoir 9 into the distribution chamber 11 can be effected both by the gravitational force on the ink and by its own between the reservoir 9 and the reservoir Shut-off organ 6 arranged pump (not shown) take place.
To measure the level of the ink in the respective containers are the tanks 3, the
Reservoirs 9 and the distribution chamber 11 of the print head 2 in its interior equipped with a level sensor 25. With these level sensors 25, the fill level can be continuously measured by the control device 24 connected thereto. In a preferred
Embodiment, these level sensors 25 are each in an upper end portion of the tanks
3,4, the reservoirs 9 and the distribution chamber 11 arranged. To equalize the pressure with the
To allow ambient air pressure, the reservoirs 9 and the distribution chamber 11 of the
Printhead 2 each equipped with a vent opening 26.
The vent 26 in turn has an air filter through which prevents dust particles in the nozzles 13 of the
Printhead 2 penetrate and clog these.
Alternatively, however, it is also possible that the print head 2 does not have its own ventilation opening 26 and no fill level sensor 25. In this embodiment variant, the distributor chamber 1-1 of the printhead 2 is completely filled with ink and the pressure equalization with the ambient air pressure can take place via the vent opening 26 of the corresponding reservoir 9 or can
Vacuum applied to prevent leakage of the ink. At the vent opening 26, a pressure control loop is preferably connected, through which the pressure in the distribution chamber 11 and the corresponding reservoir 9 can be just adjusted so that a leakage of
Ink from the nozzles 13 of the print head 3 is prevented.
The operation of the pump 14 and the obturator 6 by the control device 24 always takes place so that the level of the distribution chamber 11 and the reservoir 9 is in ink in a predetermined range.
The control device 24 is thus designed so that with their help the distribution chamber 11 des
Printhead 2 or the reservoirs 9 can be filled with ink, this filling can be semi-automatic and fully automatic. With the help of the level sensors 25 in the
3.4 tanks, the control device 24 can also be used to refill the tanks 3.4 connected to this, set up separately from the ink jet printing refill containers with the corresponding inks or a cleaning medium. In this way, an uninterrupted operation of the inkjet printing device can be achieved.
The corresponding tank 3 and the reservoirs 9 and the print head 2 are by the
Heating element 20 and the heating element 22 on the required for the corresponding ink
Operating temperature is maintained, wherein the actual temperature is determined by the thermometer 21 and 23 in cooperation with the control device 24 and so compliance with the operating temperature can be monitored.
Now, if the inkjet printing device or the inkjet printer to be converted for printing another medium, it will also be necessary in most cases that the inkjet printing device for processing on inks of another ink system, d. H. on
Inks of a different kind, being rearranged. With the inventive ink jet printing device
1, according to FIG. 1, this is possible in an advantageous manner in that the print head 2, d. H. their
Distribution chamber 11 and its Aussprühvorrichtungen 12 with the nozzles 13 first with a
Cleaning medium to be cleaned. For this purpose, the shut-off valve 6 designed as a multi-way valve is set by the control device 24 so that the feeder line 5 of the tank 4 with respect to
Connection opening 7 is brought into the open position.
By controlling the pump 14 of the
Tanks 4 then detergent is pumped into the print head 2. By simultaneously operating the Aussprühvorrichtungen 12 thus the remains of the remaining ink from the printhead
2 and the distribution chamber 11, the Aussprühvorrichtungen 12 and the nozzles 13 cleaned.
In addition to this cleaning process by supplying the cleaning medium, however, it is also possible that compressed air is blown into the print head 2 through a separate feed line (not shown) and so residues of the cleaning medium remaining in the print head 2 are removed from the print head 2. For this purpose, it is of course necessary that the ventilation opening 26 of the print head 2 is closed by a corresponding valve (not shown)
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becomes. In particular, it is advantageous to form the ventilation openings 26 of the print head 2 and the reservoir 9 by means of a pressure regulating valve or a servo valve.
In an alternative embodiment, it is also possible, instead of using a cleaning medium, to blow out the "old" ink by applying overpressure to the ventilation openings 26.
For the process of expelling residual ink or the cleaning medium of the ink jet printer with a corresponding catching device, such. As a Tintenab- sorbtionskissen or a suitable receptacle formed.
Following this cleaning operation, the shut-off member 6 is adjusted by the control device 24 so that now the feeder line 5 of that tank 3 is opened with the ink of the new ink system, so that ink from the corresponding reservoir 9 into the distribution chamber 11 of the print head 2 can flow. By actuating the corresponding pump 14, the ink is simultaneously conveyed from the corresponding tank 3 into the corresponding reservoir 9. As already described, the level of the vaporizing chamber 11 and the reservoir 9 is measured by means of the level sensors 25 and the control device 24 and thus kept within a predetermined range.
It should be particularly noted that the individual parts of the inkjet printing device 1 and the printhead 2 are shown in Fig. 1 unmeshold and simplified. In particular, the volume of the tanks 3 and 4 in the concrete and practical embodiment of a corresponding ink jet printing device is a multiple of the volume of the distribution chamber 11 of the print head 2 and the reservoirs 9. It should also be noted that the feeder lines 5, the return lines 10 as well the signal lines or the supply lines between the control device 24 and the obturator 6 or the fill level sensor 25, the heating elements 22 and the thermometers 23 are not rigid connections, but that they are designed as flexible lines or connections.
Namely, during the printing process, the print head 2 and the reservoirs 9 are guided over the print medium to be printed, in some cases with very high speeds and accelerations, so that it is advantageous that the tanks 3 and 4, and thus also the pumps 14, are attached to a part of the ink jet printer which is at rest relative to the print head 2.
By a print head 2 as such, a color of an ink system can be processed.
If the same print head 2 is part of an inkjet printing device 1, according to FIG. 1, it is possible to switch between different ink systems, ie. H. to change to the same color of another ink system. For a complete ink jet printing device, it goes without saying that it is necessary to provide for each further color to be processed an identical arrangement of a print head 2 and the further components or elements as shown in FIG. The tanks 3, the feeder lines 5, the reservoirs 9, the return lines 10, the shut-off devices 6, the pumps 14 and the filters 15 are designed for receiving inks of different ink systems as well as different colors.
Furthermore, the tank 4 and the corresponding feeder line 5, the corresponding pump 14 and the corresponding filter 15 for a cleaning medium in the form of a cleaning liquid are formed, but these parts can also be designed for receiving compressed air as a cleaning medium be.
2 shows a print head 2 with two reservoirs 9 and a feed opening 27 for a cleaning medium. The print head 2 is connected via the feeder lines 5 with two tanks 3 for inks and a tank 4 for a cleaning medium.
At a first end region, the two reservoirs 9 of the print head 2 are each connected to the connection opening 7 of a feeder line 5 through a feed opening 8. At its second end region, the reservoirs 9 by shut-off valves 6 with the distribution chamber 11bzw. an upper end portion of the - in this embodiment eight - Aussprühvorrichtungen 12 connected. The cleaning fluid supply port 27 is also connected to the upper end portion of the spray devices 12 by a shut-off member 6. At their first end regions, the reservoirs 9 furthermore each have a ventilation opening 26 equipped with an air filter. The air filter prevents dust particles from penetrating into the print head 2 and causing a blockage in the nozzles 13.
As has already been explained in the description of the figures in FIG. 1, it is connected to the ventilation opening
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Preferably, a pressure control loop is connected, by means of which the pressure in the interior of the print head 2 can be adjusted so that a faulty discharge of ink through the nozzles 13, d. H. can be prevented without an operation of Aussprühvorrichtung 12.
In the feeder lines 5 of the tanks 3 for the inks and the tank 4 for the cleaning medium, a pump 14 and a filter 15 is arranged in each case. By the pump 14, the
Inks or the cleaning medium are conveyed into the print head 2. By the filter 15 can be prevented that impurities from the tanks 3 and 4 get into the print head 2.
For controlling the ink jet printing device 1, this is equipped with the control device 24. The control of the various operating states of the inkjet printing device 1 can be both automated or program-controlled as well as semi-automatic, d. H. by manual setting of parameters on a control panel (not shown), the control device 24 or by manual adjustment of the various operating states.
To control the supply of ink or of the cleaning medium, the control device 24 is in communication with the pumps 14, with the shut-off devices 6 as well as with the fill level sensors 25
Connection. In order to keep the inks at their required operating temperature during their processing, the tanks 3 and / or the print head 2 are equipped with the heating elements 20 or 22 and the thermometers 21 and 23, respectively. In order to regulate the operating temperature of the inks, these heating elements 20 and 22 also serve as thermometers 21 and 20, respectively. 23 also with the
Control device 24 in connection.
By opening one of the shut-off valves 6 of one of the two reservoirs 9, ink from the
Reservoir 9 to flow into the Aussprühvorrichtungen 12, so that kind of the supply of
Aussprühvorrichtungen 12 is ensured with a corresponding ink of the corresponding ink system. The inflow of ink from the reservoir 9 into the region of the Aussprühvorrich- 12 is thereby initially ensured by the fact that through the ventilation openings 26 a
Pressure equalization can take place. Is registered by the level sensors 25 in cooperation with the control device 24, a drop in the level in the reservoir 9, so is of the
Control device 24, the corresponding pump 14 is driven so that from the corresponding
Tank 3 is conveyed a sufficient amount of ink in the reservoir 9.
In a further embodiment of the print head according to FIG. 2, it is also advantageously possible to form the shut-off elements 6 by means of a common multi-way valve.
The discharge of the ink through the nozzles 13 in the lower end of the Aussprühvorrichtungen
12 takes place in a manner known per se by actuating the ejection devices by means of corresponding data lines (not shown) or a corresponding control device (not shown) of the inkjet printer.
The Aussprühvorrichtungen 12 are equipped with an actuator 28 and a liquid diode 29. In this case, the actuator 28 can be designed as an electrorestrictive element, which is arranged on an outer side of a housing wall of the nozzle head 2 which is elastically deformable in the region of the ejection device 12. If an electrical voltage is applied to the actuator 28 designed as an electrorestrictive element, this will produce a pressure pulse on the actuator
Area of the Aussprühvorrichtung applied ink, so that the ink is moved on the one hand toward the nozzle 13 and on the other hand in the direction of the liquid diode 29 back.
By the liquid diode 29, however, the movement of the ink from the actuator 28 in the direction of the liquid diode 29 is largely suppressed, so that as a result of effect, a drop of ink from the nozzle 13 is ejected onto the printing medium to be printed. Alternatively, it is also possible to form the actuator 28 by a corresponding heating element, that the ink in the region of the Aussprühvorrichtung 12 heated so high that it comes to forming a bubble of vaporous ink, which finally to eject a drop of ink from the nozzle thirteenth leads. Of course, the actuator 28 can also be replaced by another physical effect, e.g. electrostatically, causing ejection of the ink.
If now the ink jet printing device is to be switched over to the processing of inks of another ink system, the shut-off elements 6 of the ink reservoir 9 are first closed and the shut-off element 6 associated with the feed opening 27 is opened for the supply of a cleaning medium. By the control device 24, the pump 4 associated with the pump 14 is then controlled so that the cleaning medium into the nozzle 2 and through the
Aussprühvorrichtungen 12 and the nozzles 13 is promoted. This will be in the area of
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Aussprühvorrichtungen 12 and the nozzles 13 remaining ink residue from the nozzle 2 is removed and cleaned these areas.
In addition to cleaning with a cleaning medium in the form of a
Cleaning liquid, it is also possible that by the pump 14 compressed air in the
Printhead 2 is blown and so the Aussprühvorrichtungen 12 and the nozzles 13 are also freed from the remaining residues of the cleaning liquid.
As already stated in the description of the figures in FIG. 1, the ink jet printer is a corresponding catching device for the described process of ejecting remaining ink residues or of the cleaning medium. As an ink absorbent pad or a suitable container, provided.
Following the described cleaning process is now by the control device
24 the corresponding shut-off device for the ink of the new ink system is opened, so that they can flow into the Aussprühvorrichtungen 12 and the nozzles 13. Thus, the ink jet printing apparatus is set to process inks of the new ink system. For ink-jet printing devices which are intended to process more than one color for different ink systems, it is of course necessary that for each of the colors a device with the elements as shown in Fig. 2 is formed. It is also understood ¯. Possible that only a common control device 24 is provided.
As has also been explained in the description of the figures in FIG. 1, it must also be emphasized here that the individual parts are illustrated in an unmeasurable and simplified manner. So are the volumes of
Tanks 3 and 4 in the concrete and practical embodiment in a corresponding inkjetdruckeinrichtung a multiple of the volume of the reservoirs 9 of the print head 2. Similarly, the feeder lines 5 and the various connections between the control device 24 and the shut-off valves 6, the Pumps 14 and the heating elements 20 and 22 and the thermometers 21 and 23 and the level sensors 25 are flexible.
FIG. 3 shows a detail of an inkjet printer with three inkjet printing devices 1 according to FIG. 2 in a perspective and greatly simplified representation.
A printing medium 36 is formed by a rolling conveyor 37 in a
Direction 38 moves. In a carriage 39 three printheads 2 are attached, so that they at a small distance above the printing medium 36 in the cross-feed direction, d. H. in one direction
38 of the movement of the pressure medium 36 vertical direction 40, can be moved. to
Movement of the carriage 39 in the cross-feed direction (direction 40), this is along two
Cross guideways 41 out. During this movement of the print heads 2 above the print medium 36, the print medium 36 is printed with the ink ejected from the print heads 2. The ink is to be conveyed from the respective tanks 3 through the pumps 14 and the feeder lines 5 in the printheads 2.
The feeder lines 5 and the
Data and control lines (not shown) are guided, in a manner known per se, through a flexible conduit 42. In this case, the one end portion of the duct 42 is fixed to a fixed part of the frame (not shown) of the ink jet printer, while the second end portion of the duct 42 is fixed to the carriage 39.
To maintain the inks in the supply lines 5 at the required operating temperature, they are connected to a heating element (not shown) and a thermometer (not shown). Of course it is also possible that - in particular over the course of the
Conduit 42 - the feeder lines 5 are connected to a common heating element and / or a common thermometer.
In modern ink-jet printers of high printing performance, very high accelerations occur during the movement of the carriage 39 with the print heads 2. The resulting on the
Acceleration forces acting in the printheads 2 can lead to undesired pressure fluctuations of the ink in the ejection devices 12 or in the nozzles 13 (FIG. 1, FIG. 2). As a result, there are variations in the volumes of the ink droplets ejected through the nozzles 13, or the sucking of air or leakage of ink, and thus the deterioration of the image quality.
To avoid corresponding pressure fluctuations contributes that, as already mentioned in the figure descriptions of FIGS. 1 and 2, the distribution chamber 11bzw. the reservoirs 9 are formed with ventilation openings 26 or 26 pressure control circuits are connected to the ventilation openings. Through these ventilation openings 26 is a
Pressure equalization with the ambient air pressure possible. To avoid pressure differences
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between different Aussprühvorrichtungen 12 of a printhead 2 (it is a system of communicating vessels) also contributes that the Aussprühvorrichtungen 12 and the nozzles 13 perpendicular to the direction 40, d. H. perpendicular to the transverse feed direction of the carriage 39, are aligned.
Finally, as a third measure to avoid pressure fluctuations, it is provided that the feeder lines 5 or the return lines 10 and also the lines between the shut-off device 6 and the print head 2 are formed from an elastically recoverable deformable material. In particular, the said lines are formed with a predeterminable force in the radial direction elastically recoverable deformable.
With the inkjet printing devices 1 according to FIG. 1 or FIG. 2, it is possible to produce inkjet printers which enable a simple conversion for processing inks of different ink systems. Due to the formation of inkjet printers with inventive inkjet printing devices 1, the corresponding inkjet printer with very short changeover times are universally applicable. The other elements of such an inkjet printer are, on the one hand, a transport device for a printing medium 36 to be printed and, on the other hand, a transport device or a drive for moving the print heads 2 over the printing medium 36.
A corresponding ink jet printer further has a control device which is connected to the drives for the transport means for the printing medium 36 and the transport device for nozzle heads 2 and the carriage 39 and on the other hand via a system of data lines or via a data network by the control device the printheads 2 can be controlled such that from the image information data, the corresponding image can be applied to the printing medium 36 to be printed. In inkjet printers with a plurality of printheads 2, it is of course also possible that a plurality of printheads 2 process the same color.
For this, it is also possible that tanks 3 of a plurality of ink jet printing apparatuses 1 for inks of a same ink system and a same color are respectively formed by common tanks 3.
For the sake of order, it should finally be pointed out that in order to better understand the structure of the inkjet printing device or of the print head, this or its components have been shown partly unassembled and / or enlarged and / or reduced in size.
The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.
Above all, the individual in Figs. 1; 3 embodiments form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant objects and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
REFERENCE NUMBERS
1 ink jet printing device 36 printing medium
2 printhead 37 transport device
3 tank 38 direction
4 tank 39 sleds
5 feeder line 40 direction
6 shut-off device 41 transverse guideway
7 Connection opening 42 Cable duct
8 feed opening
9 reservoir
10 return line
11Verteilkammer
12 spraying device
13 nozzle
14 pump
15 filters
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16 pump
17 shut-off device
18 shut-off device
19
20 heating element
21 thermometers
22 heating element
23 thermometers
24 control device
25 level sensor
26 ventilation opening
27 feed opening
28 actuator
29 fluid diode 30 @ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ @
31
32
33
34
35
CLAIMS:
1.
Ink jet printing device with at least one print head, wherein a connection opening (7) for the print head (2) a plurality of tanks (3, 4) for inks and / or a cleaning medium are arranged upstream and the tanks (3,4) by feeder lines (5) with the Anschlußöff - (7) for the printhead (2) are connected and wherein between each tank (3, 4) and the connection opening (7) a shut-off device (6) is arranged, characterized in that the tanks (3,4) for the Inks and / or the print head (2) with a heating element (20,22) and / or a thermometer (21,23) are formed or is.