-
Die
Erfindung betrifft einen Druckkopf eines kontinuierlich arbeitenden
Tintenstrahldruckers mit einem die Komponenten des Druckkopfes aufnehmenden
Gehäuse
aus wenigstens zwei trennbaren, insbesondere aneinander gelenkig
befestigten Gehäuseteilen,
zwischen denen ein vom erzeugten Tintenstrahl durchquerter Hohlraum
angeordnet ist.
-
Kontinuierlich
arbeitende Tintenstrahldrucker werden seit vielen Jahren industriell
zur Kennzeichnung von unterschiedlichsten Produkten eingesetzt.
Das Arbeitsprinzip der so genannten kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker
liegt darin, dass eine zu verdruckende Tinte aus einem Vorratsbehälter über Pumpen
mit Überdruck
in eine im eigentlichen Druckkopf sich befindende Druckkammer gefördert wird,
die an der dem zu bedruckenden Objekt zugewandten Seite eine Düse aufweist.
Die Düse hat
hierbei beispielsweise einen Öffnungsdurchmesser
im Bereich von 30 μ bis
200 μm.
-
Aus
der Düse
tritt der Tintenstrahl zunächst als
kontinuierlicher Tintenstrahl aus, was jedoch für eine Beschriftung unzweckmäßig ist,
da die hierbei erzeugten Schriftzeichen bei dieser Art der Beschriftung
aus einzelnen Punkten beziehungsweise einzelnen Tintentropfen aufgebaut
sind. Um den Tintenstrahl in einzelne gleichartige Tintentropfen
zu zerlegen, ist an der Druckkammer ein Modulationselement angebracht,
welches Druckschwankungen in dem austretenden Tintenstrahl erzeugt,
so dass dieser nach dem Austritt aus der Düse nach kurzer Zeit in einem
definierten Abstand in einzelne gleichartige Tintentropfen aufbricht.
-
Kurz
vor dem Abreißen
der Tintentropfen vom ausgetretenen Tintenstrahl werden die Tintentropfen
jeweils mit einer individuellen elektrischen Ladung versehen, wobei
die Höhe
der Ladung von der gewünschten
Auftreffposition auf dem zu beschriftenden Objekt abhängt. Um
das elektrische Aufladen zu gewährleisten,
weist die Tinte eine geringe elektrische Leitfähigkeit auf. Während des
Ladevorganges ist der Tintentropfen noch nicht von dem aus der Düse des Tintenstrahldruckers
ausgetretenen Tintenstrahl abgerissen, so dass aufgrund von elektrischer
Influenz freie Ladungsträger
in der Tinte je nach Polarität
und Stärke
einer Ladespannung zur Ladeelektrode hinbewegt werden oder von ihr
wegbewegt werden, wobei die Tintenkammer und damit das Tintenreservoir
beispielsweise auf Massepotential gehalten wird. Die Ladeelektrode
hat dabei keinen mechanischen Kontakt zum Tintenstrahl.
-
Reißt der Tintentropfen
nun von dem Tintenstrahl ab, während
er sich im Feldbereich der Ladeelektrode befindet, so verbleiben
die durch die Influenz in den Tropfen gewanderten elektrischen Ladungen in
dem Tropfenvolumen und dieses erscheint auch nach dem Abriss nach
außen
hin elektrisch geladen.
-
Wird
beispielsweise die Ladeelektrode positiv aufgeladen, so wandern
beim Eintritt des Tintenstrahls in das elektrische Feld der Ladeelektrode
die negativen freien Ladungsträger
in der Tinte in das Feld hinein, wohingegen die positiv geladenen
freien Ladungsträger
in der Tinte aus dem elektrischen Feld herausgedrängt werden.
Dadurch findet eine Ladungstrennung unmittelbar vor dem Abriss des
Tropfens an der Vorderkante des Tintenstrahls statt und das so erzeugte
Ladungsungleichgewicht in den abreißenden Tropfen bleibt erhalten
und der Tropfen verlässt
negativ geladen den Feldbereich der Ladeelektrode.
-
Da
der Tintentropfen konstruktionsbedingt und prinzipbedingt während der
Einflusszeit der Ladespannung auf den Tropfen abreißt, bleibt
wie beschrieben auf dem abgelösten
Tintentropfen eine Ladungsmenge zurück, deren Größe entsprechend
der angelegten Ladespannung ist, so dass bei einer Veränderung
der Ladespannung auch die Ladungsmenge auf jedem Tropfen verändert werden
kann.
-
Es
ist weiterhin häufig
eine unmittelbar nach dem Abrisspunkt des Tintentropfens angeordnete Elektrode
zur Detektion der tatsächlich
auf dem Tropfen vorhandenen Ladung vorgesehen, wodurch beispielsweise
Veränderungen
der Ladungsfähigkeit
der Tinte und/oder andere äußere Einflüsse auf
die Tropfenladungen erkannt werden können und die Ladungsmengen
nachfolgender Tropfen bei der Aufladung korrigiert werden können.
-
Es
ist weiterhin bekannt, die elektrisch geladenen Tintentropfen auf
ihrem zunächst
geradlinigen Flug nachfolgend in das elektrostatische Feld eines Plattenkondensators
eintreten zu lassen, wobei sie je nach ihrer individuellen Ladung
mehr oder weniger aus ihrer geradlinigen Flugbahn abgelenkt werden, und
nach dem Verlassen des elektrostatischen Feldes unter einem von
ihrer Ladung abhängigen
bestimmten Winkel zu ihrer ursprünglichen
Flugbahn weiter fliegen. Mit diesem Prinzip können unterschiedliche Auftreffpositionen
auf einer zu beschriftenden Oberfläche mit einzelnen Tintentropfen
angewählt
werden, wobei dies in dieser Ausführung nur in einer Ablenkrichtung
erfolgt.
-
Zum
Ausblenden einzelner Tropfen aus dem Schriftbild oder wenn nicht
gedruckt werden soll erhalten die Tintentropfen eine bestimmte feste
Ladung oder bleiben ungeladen, so dass sie nach dem Austritt aus
dem elektrostatischen Feld des Plattenkondensators in ein Auffangrohr
treffen, von wo sie über ein
Pumpensystem in den Tintentank zurückgepumpt werden. Dadurch zirkuliert
die nicht verdruckte Tinte im Kreis, was zu der Bezeichnung kontinuierlich
arbeitender Tintenstrahldrucker geführt hat.
-
Vorteilhaft
ist hierbei, dass die verwendbaren Tinten Lösungsmittel enthalten können, welche
in kürzester
Zeit nach einer Bedruckung auf einen Bedruckstoff verdunsten, wodurch
eine Weiterverarbeitung der bedruckten Objekte innerhalb einer Produktionslinie
unmittelbar nach der Bedruckung erfolgen kann.
-
Die
schnelle Verdunstung des Lösungsmittels
kann jedoch insbesondere im Inneren des Druckkopfes zu Problemen
führen,
wenn beispielsweise bei einer Erschütterung des Druckkopfes oder
einer Fehlfunktion Tinte unkontrolliert auf die Elektroden oder
in den Innenraum des Druckkopfes gelangt und diesen verschmutzt.
Aufgrund der kurzen Trocknungszeit der Tinten und deren insbesondere
für einen
industriellen Einsatz erwünschten
hohen Haftfähigkeit
auf unterschiedlichen Materialien kann so im Laufe der Zeit der
Innenraum und insbesondere die darin befindlichen Elektroden so
stark verschmutzen, dass die elektrischen Felder zur Ladung, Ladungskontrolle
und Ablenkung der Tintentropfen verändert werden, wodurch die Schriftqualität oder sogar
die Funktionalität
des Druckers beeinträchtigt
wird.
-
Es
ist daher erforderlich, den Innenraum des Druckkopfes und insbesondere
die darin befindlichen Elektroden in regelmäßigen Abständen zu reinigen. Nachteilig
im Stand der Technik ist hierbei, dass der Innenraum des Druckkopfes
einen vom Tintenstrahl durchquerten strukturierten Hohlraum bildet
mit darin erhaben angeordneten Elektroden und deren Halterungen
und elektrischen Anschlüssen,
welche untereinander und mit den Wandungen des Hohlraumes eine Vielzahl
von Ecken, Kanten und Spalten bilden, so dass eine einfache und
vollständige
Reinigung kompliziert und zeitaufwändig ist und eine Reinigung in
manchen Fällen
nur unvollständig
erfolgen kann.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es daher, den Druckkopf eines kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckers
der eingangs genannten Art so auszuführen und insbesondere den Innenraum
des Druckkopfes, insbesondere den vom Tintenstrahl im Druckkopf
durchquerten Hohlraum so auszugestalten, dass eine einfache und
vollständige
Reinigung und eine damit verbundene Wiederherstellung eines störungsfreien
Betriebes des Druckkopfes in kürzester Zeit
möglich
ist.
-
Gelöst wird
die Aufgabe dadurch, dass an jedem der Gehäuseteile ein Einsatz angeordnet
ist und sich ein vom Tintenstrahl durchquerter Hohlraum zwischen
den zusammengefügten
Einsätzen
ausgebildet ist, wobei diejenigen Flächenbereiche eines jeweiligen
Einsatzes die den vom Tintenstrahl durchquerten Hohlraum begrenzen,
fließend
ineinander übergehen,
insbesondere dabei glatte und spaltlose und kantenlose Flächen ohne
Hinterschneidung ausbilden.
-
Dabei
kann es erfindungsgemäß vorgesehen
sein, im jeweiligen Gehäuseteil
jeweilige Ausnehmungen vorzusehen und diese so auszubilden, dass
in diese vorgefertigte, austauschbare Einsätze eingesetzt werden können, wobei
die Einsätze
zumindest in dem Bereich des dem Tintenstrahl zugewandten Hohlraums
keine Ecken oder Kanten aufweisen.
-
Der
vom Tintenstrahl durchquerte Hohlraum ist demnach so ausgestaltet,
dass ausschließlich
fließende Übergänge, insbesondere
mit möglichst
großen
Krümmungsradien,
zwischen einander angrenzenden Flächen der Einsätze vorhanden
sind. Dies führt
zu einer deutlich vereinfachten Reinigungsfähigkeit, da diese Flächenbereich
nach einer Trennung der Gehäuseteile
leichter zugänglich
sind und z. B. abgewischt werden können. Es gibt keine Ecken und
Kanten mehr im durchquerten Hohlraum die unzugänglich bleiben. Bevorzugt werden
evtl. Ecken oder Kanten im Hohlraum zumindest durch das Trennen
der Gehäuseteile
zugänglich,
z. B. dadurch, dass senkrecht zueinander stehende Wandbereiche voneinander
entfernt werden durch das Trennen der Gehäuseteile und die verbleibenden
Flächen
der Einsätze
wie beschrieben erfindungsgemäß ausgestaltet sind.
-
Wesentlicher
Kerngedanke der Erfindung ist es also, dass im Inneren des Druckkopfes
zumindest im Bereich des Tintenstrahls im wesentlichen glatte Flächen vorherrschen,
so dass bei einer Verschmutzung des Innenraumes des Druckkopfes
mit Tinte beispielsweise bei einer Fehlfunktion, die Tinte ausschließlich auf
leicht zugängliche
und mit einfachsten Mitteln zu reinigende Flächen gelangt.
-
In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Einsätze kann es zur Ausbildung
des Hohlraumes vorgesehen sein, dass die Gehäuseteile durch ein Unterteil und
ein Oberteil ausgebildet sind, insbesondere die gelenkig miteinander
verbunden sind und demnach auf- und zugeklappt werden können, wobei
die den Hohlraum begrenzenden Flächenbereiche
des Einsatzes des Unterteils eine Oberfläche ausbilden, die eine konkave
Krümmung
in zumindest einer ersten insbesondere tangentialen Richtung aufweist
und die den Hohlraum begrenzenden Flächenbereiche des Einsatzes
des Oberteils eine Oberfläche
ausbilden, die eine konkave Krümmung
in zumindest einer zweiten insbesondere tangentialen Richtung aufweist,
die zur ersten senkrecht ist. Durch das Zusammenfügen von
Oberteil und Unterteil ergibt sich dann der Hohlrum dadurch, dass
sich die in den beiden senkrechten Richtungen gekrümmten Flächen gegenüberliegen.
Diese Gestaltung ist besonders vorteilhaft, da dann beide Einsätze jeweils
konkave Oberflächenbereiche
aufweisen, die leicht gereinigt werden können. Der vom Tintenstrahl
durchquerte Hohlraum kann jedoch auch durch andere Ausgestaltungen
der Einsätze
gebildet werden.
-
Ein
wesentlicher Aspekt der Erfindung ist jedoch dabei immer, dass der
vom Tintenstrahl durchquerte Hohlraum durch die Anordnung dieses
Hohlraumes zwischen den Einsätzen
von allen übrigen Komponenten
des Druckkopfes getrennt ist, die durch die Einsätze abgeschirmt sind, insbesondere da
die jeweiligen Einsätze
in Zusammenwirkung mit den Gehäuseteilen
mit jedem der Gehäuseteile
ein jeweiliges geschlossenes Gehäuse
bilden und der Tintenstrahl immer ausserhalb dieser gebildeten Gehäuse hegt.
-
In
einer weiterhin möglichen
Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Einsatz mit
dem jeweiligen Gehäuseteil,
insbesondere Unterteil bzw. Oberteil einstückig ausgebildet ist. Es kann jedoch
auch vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Einsatz mit dem jeweiligen
Gehäuseteil
lösbar
verbunden ist, insbesondere mittels einer Rast- und/oder Schnappverbindung,
so dass ein leichter Austausch erfolgen kann oder die Einsätze zum
Reinigen vom Gehäuse
abgenommen werden können.
-
In
einer bevorzugten Ausführung
können
in die den Hohlraum begrenzenden Flächenbereiche der Einsätze Elektroden,
insbesondere Ablenkelektroden und/oder Ladelektroden und/oder eine
Ladungsprüfungselektrode,
oberflächenbündig, insbesondere
spaltlos, zumindest teilweise eingelassen sein. Dafür können in
den Einsätzen Öffnungen
zur Aufnahme der Elektroden angeordnet sind. Diese Öffnungen
können
z. B. gestufte oder angefaste Ränder
haben, so dass Elektrodenplatten mit einer der Stufe entsprechenden
Höhe oder
korrespondierender Fase in diese Öffnungen oberflächenbündig und spaltlos
eingesetzt werden können.
-
Die
Elektroden sind demnach bevorzugt so in die Einsätze einzulassen, dass die in
den Hohlraum des Druckkopfs weisenden Flächen der Elektroden zu dem
im Hohlraum des Druckkopfes verlaufenden Tintenstrahl hin mit den
Einsätzen
eine gemeinsame stetige, plane oder gewölbte Fläche bilden.
-
In
einer anderen Ausführung
können
unter die den Hohlraum begrenzenden Flächenbereiche der Einsätze Elektroden,
insbesondere Ablenkelektroden und/oder Ladelektroden und/oder eine
Ladungsprüfungselektrode,
insbesondere in einem materialdickenreduzierten Bereich, angeordnet
sein. Hierdurch ergibt sich selbst im Bereich der Elektroden eine
ununterbrochende Oberfläche
der Einsätze. Beide
genannten Ausführungen
gewährleisten,
dass evtl. Tinte leicht von den Einsätzen entfernt werden kann,
da durch die Elektroden keinerlei Spalte und/oder Kanten und/oder
Ecken sondern lediglich glatte fließende Flächen gebildet werden.
-
Allgemein
wird die Aufgabe also dadurch gelöst, dass der tintendurchquerte
Hohlraum des Druckkopfes zwischen bevorzugt austauschbaren Einsätzen gebildet
ist, insbesondere aus einem geeigneten Material, welche beispielsweise
die erforderlichen Elektroden abdecken ohne die Funktionalität des Druckkopfes
wesentlich zu beeinträchtigen oder
welche die Elektroden beinhalten und wobei die Einsätze zumindest
auf der dem Tintenstrahl zugewandten Seite glatte und fließende Formen
aufweisen, welche problemlos in kürzester Zeit gereinigt werden
können.
-
Es
kann bevorzugt vorgesehen sein, dass jeweils eine Elektrode eines
Ablenkelektrodenpaares und eines gleichpolig angesteuerten Ladeelektrodenpaares
in jeweils einem der Einsätze
angeordnet ist und dass das sich gegenüberliegende Elektrodenpaar
durch Zusammenfügung
der Gehäuseteile
ausgebildet ist. Dadurch wird erzielt, dass die Ablenkung der Tintentropfen
ebenfalls in dem separierten zwischen den Einsätzen ausgebildeten Hohlraum
durchgeführt
wird.
-
Es
kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen
sein, die in den Einsätzen
angeordneten Elektroden über
in den Einsätzen
und in den Ausnehmungen des jeweiligen Oberteils beziehungsweise
Unterteils vorgesehene Steckverbindungen mit einer jeweiligen elektrischen
Steuerung zu verbinden.
-
Es
kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass die Einsätze
aus einem elektrisch nicht leitenden Material beispielsweise aus
Kunststoff oder Keramik oder Glas oder Porzellan bestehen.
-
Es
kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass die Einsätze
aus einem gegen Tinte und Reinigungsmittel beständigen Material, vorzugsweise
abriebfestem Material, beispielsweise aus Kunststoff oder Keramik
oder Glas oder Porzellan bestehen.
-
Es
kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass die Einsätze
mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt sind. Ebenso kann
es weiterhin vorgesehen sein, dass die Einsätze mittels eines Sinterverfahrens
hergestellt sind.
-
Es
kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen
sein, zumindest die dem Hohlraum zugewandte Seite der Einsätze mit
einer Antihaftbeschichtung beziehungsweise einer tintenabweisenden
Beschichtung, beispielsweise mit einer PTFE-Beschichtung oder einer
auf dem Prinzip des Lotus-Effekts arbeitenden Beschichtung zu versehen.
-
Der
Stand der Technik und Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
-
1:
eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips eines kontinuierlich
arbeitenden Tintenstrahldruckers
-
2:
eine technische Ausführung
eines Druckkopfes eines kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckers
der bekannten Art
-
3:
eine erste erfindungsgemäße Ausführung eines
Druckkopfes
-
4:
eine zweite erfindungsgemäße Ausführung eines
Druckkopfes mit austauschbaren Einsätzen
-
1 zeigt
schematisch das Funktionsprinzip eines Druckkopfes eines kontinuierlich
arbeitenden Tintenstrahldruckers. Die Tinte 30 wird zunächst aus
einem Vorratsbehälter 2 mittels
einer Pumpe 3 über
Zuleitungen 4a in die in dem Druckkopf 1 befindliche
Druckkammer 5 gepumpt, an deren einem Ende eine Düse 6 eingebracht
ist. Über
zusätzliche
an der Druckkammer angebrachte Modulationseinrichtungen 7 wird
der Druck in der Druckkammer 5 moduliert, so dass der aus
der Düse 6 austretende
Tintenstrahl 9 in kurzer Entfernung nach seinem Austritt
in einzelne Tintentropfen 11 von im Wesentlichen gleicher
Größe aufbricht.
-
Kurz
vor dem Aufbrechen werden die einzelnen Tintentropfen 11 über eine
den Tintenstrahl zumindest teilweise umgebende, z. B. ringförmige/rahmenförmige/U-förmige Ladeelektrode 8 mit
einer individuellen elektrischen Ladung versehen. Entlang ihrer
Flugbahn 100 treten die Tintentropfen 11 nun in ein
elektrisches Feld 21 ein, das mittels der Elektroden 20a und 20b des
Plattenkondensators 20 gebildet ist. In Abhängigkeit
der Ladungsmenge und der Polarität
der Ladungen auf den Tintentropfen 11 sowie der Polarität und Stärke des
elektrischen Feldes 21 im Feldraum des Plattenkondensators 20 werden die
einzelnen Tintentropfen in unterschiedliche beispielhaft dargestellte
Raumrichtungen 101, 102 abgelenkt.
-
Die
gesamte Anzahl der möglichen
Ablenkungswinkel hängt
dabei lediglich von der Ansteuerung der Ladeelektrode ab und ist
prinzipiell nicht beschränkt.
Die einzelnen Platten 20a und 20b des Plattenkondensators 20 können dabei
gegeneinander geneigt sein, wie in 1 gezeigt.
Es ist aber ohne Beschränkung
der Allgemeinheit ebenso möglich
parallel zueinander angeordnete Platten zu verwenden.
-
Nach
dem Verlassen des Feldraumes 21 des Plattenkondensators 20 wirkt
keine elektrostatische Kraft mehr auf die Tintentropfen 11 und
diese behalten ihre neuen Flugbahnen 101, 102 bei.
Es ergibt sich so eine fächerförmig angeordnete
Schar von Flugbahnen. Tintentropfen 11, die beispielsweise nicht
oder nur gering geladen wurden, da sie aus dem Schriftbild ausgesondert
werden müssen,
erfahren in dem elektrostatischen Feld 21 des Plattenkondensators 20 beispielsweise
keine oder nur eine geringe Ablenkung und treffen in eine Öffnung 19 eines Fangrohres 18 zur
Tintenrückführung. Die
so aufgefangene Tinte wird über
Zuleitungen 4b wieder in den Tintenbehälter 2 geleitet und
so dem Tintenkreislauf wieder zugeführt.
-
2 zeigt
die schematische technische Darstellung eines Druckkopfes 1 eines
kontinuierlich arbeitenden Tintestrahldruckers gemäß des Standes der
Technik. Der Druckkopf 1 umfasst hierbei im Wesentlichen
ein Unterteil 1a und ein Oberteil 1b, welche beispielsweise über ein
Scharnier 1c miteinander verbunden sind, so dass der Druckkopf 1,
beispielsweise für
eine Reinigung oder Wartungsarbeiten aufgeklappt werden kann.
-
Der
Druckkopf 1 ist weiterhin beispielsweise über eine
Zuführung 40 mit
einer nicht dargestellten Steuer- und Versorgungseinheit verbunden,
wodurch der Druckkopf 1 über die Tintenzuführung 4a mit
der für
eine Beschriftung erforderlichen Tinte versorgt wird und über die
Rückflussleitung 4b die
nicht verwendete Tinte in den Vorratstank 2 zurück transportiert
wird.
-
Ebenso
erfolgt die Ansteuerung der jeweiligen Elektroden beziehungsweise
des Modulatorelements und entsprechender Sensoreinrichtungen mittels
einer entsprechenden Steuereinrichtung 50 über entsprechende
elektrische Verbindungen 51, welche in der Zuführung 40 verlaufen.
-
Das
Unterteil 1a weist weiterhin beispielsweise hierbei die
Druckkammer 5 zur Erzeugung von Tintentropfen 11 auf,
sowie eine erste Elektrode 20a einer Ablenkelektrodenanordnung
zur Ablenkung der elektrostatisch aufgeladenen Tintentropfen 11.
Ein zweite Elektrode 20b der Ablenkelektrodenanordnung
ist beispielsweise in dem Oberteil 1b so angeordnet, dass
bei einem geschlossenen Druckkopf die jeweiligen Elektroden sich
in einem Abstand gegenüber
stehen und im wesentlichen einen Plattenkondensator bilden, in dessen
elektrostatischem Feld elektrisch geladene Tintentropfen je nach
Ladezustand mehr oder weniger aus ihrer Flugbahn abgelenkt werden.
-
Das
Aufprägen
unterschiedlicher Ladungen auf einander nachfolgende Tintentropfen
erfolgt beispielsweise mittels einer z. B. im Oberteil angeordneten
Ladeelektrodenanordnung 8 unmittelbar nach dem Verlassen
der Tintentropfen aus der Düse 6 der Druckkammer 5.
Es kann weiterhin eine weitere Elektrodenanordnung 8a im
Oberteil 1b des Druckkopfes unmittelbar nach der Ladeelektrodenanordnung 8 zur Detektion
der jeweiligen Ladungszustände
einander nachfolgender Tintentropfen vorgesehen sein, wodurch eine
Nachregelung der Ladungszustände
einander nachfolgender Tintentropfen möglich wird und damit eine konstante
Schriftqualität
erreicht werden kann.
-
Tintentropfen,
welche nicht zum Schriftbild beitragen und daher nur gering oder
nicht geladen werden, werden mittels eines Fangrohres 18 aufgefangen
und wie beschrieben in den Tintenkreislauf zurück befördert, wohingegen Tintentropfen,
welche zum Schriftbild beitragen den Druckkopf 1 durch
eine schlitzartige Öffnung 1d an
der Stirnseite des Druckkopfes verlassen.
-
3 zeigt
schematisch eine erste erfindungsgemäße Ausführung eines Druckkopfes. Der Druckkopf 1 weist
hierbei ein Unterteil 1a und ein Oberteil 1b auf,
welche miteinander über
eine Gelenk 1c gelenkig verbunden sind, wodurch der Druckkopf aufgeklappt
werden kann.
-
Unterteil 1a und
Oberteil 1b weisen hierbei erfindungsgemäße Einsätze 50a, 50b auf,
welche beispielsweise fest, ggfs auch einstückig mit dem jeweiligen Unterteil 1a beziehungsweise
Oberteil 1b verbunden sind. Der Einsatz 50a des
Unterteils 1a weist hierbei eine der Form der Ablenkelektrode 20a angepasste Öffnung 20a' auf, so dass
die zum Tintenstrahl hinweisende Oberfläche der Ablenkelektrode mit
der Oberfläche 52a des
Einsatzes 50a eine gemeinsame Fläche ohne Kanten, Spalte oder
Hinterschneidungen etc. bildet. Die Elektrode 20a ist damit
bündig
und ohne Randspalten in die Oberfläche des Einsatzes integriert.
-
Die
gemeinsame Fläche
kann dabei auch beispielsweise Krümmungen 51a aufweisen,
wobei die jeweiligen Krümmungsradien
so gewählt
sind, dass fließende Übergänge zwischen
benachbarten Flächenbereichen
ohne Kanten, Ecken, Spalte oder Hinterschneidungen etc. gebildet
sind. Weiterhin weist der Einsatz 50a eine Öffnung 6' auf, in einem Flächenbereich,
der in diesem Beispiel zwei parallele Oberflächen in unterschiedlichen Ebene
verbindet und hinter welcher die Düse 6 der Druckkammer 5 angeordnet
ist und durch welche der Tintenstrahl 9 austreten kann.
-
Hier
ist erkennbar, das der Einsatz 50a Flächenbereich 51a, 52a und 54a aufweist,
die zusammen eine gewölbte
Oberfläche
bilden mit einer eindimensionalen Wölbung in Richtung des Pfeiles
P1.
-
Es
ist weiterhin vorgesehen, die Ladeelektrode 8 zweigeteilt
auszuführen,
wobei das Unterteil 1a eine Öffnung 8a' zur Aufnahme
des ersten Teils 8a der Ladeelektrode aufweist und das
Oberteil 1b eine Öffnung 8b' zur Aufnahme
des zweiten Teils der Ladeelektrode 8b aufweist, und wobei
die Ladeelektroden 8a, 8b so angeordnet sind,
dass bei geschlossenem Druckkopf die Elektroden 8a, 8b einander
genau gegenüberliegen
und eine gemeinsame Ladeelektrode 8 bilden, welche über eine übergeordnete
Steuerung gleichartig angesteuert werden. Auch diese Elektroden
sind in einer Ebene bündig
mit der umgebenden Oberfläche
des jeweiligen Einsatzes spaltenlos angeordnet.
-
Der
Einsatz 50a des Unterteils 1a weist weiterhin
eine Öffnung 18' zur Aufnahme
des Fangrohrs 18 auf sowie eine im wesentlichen schlitzartige Öffnung 1d an
der Stirnseite des Druckkopfes, durch welche die abgelenkten Tintentropfen
den Druckkopf 1 verlassen.
-
Ebenso
wie der Einsatz 50a des Unterteils 1a weist der
Einsatz 50b des Oberteils 1b entsprechend angepasste Öffnungen 20b' zur Aufnahme
der Ablenkelektrode 20b auf, sowie die genannte Öffnung 8b' zur Aufnahme
des zweiten Teils 8b der Ladeelektrode 8. Auch
hier ist die Anordnung so, wie zum Unterteil beschrieben.
-
Hier
ist weiterhin erkennbar, dass der Einsatz 50b des Oberteils
Flächenbereiche 51b und 52b aufweist,
die zusammen eine Oberfläche
bilden mit einer konkaven Wölbung
in Richtung des Pfeiles P2, der senkrecht zum Pfeil P1 ist.
-
Durch
die beiden senkrecht orientierten Wölbungen in den Oberflächen der
Einsatze 50a und 50b bildet sich beim Zusammenfügen der
Hohlraum, der vom Tintenstrahl durchquert wird.
-
Weiterhin
kann eine Öffnung 80' zur Aufnahme
einer Elektrodenanordnung 80 zur Detektion der Ladungen
auf den Tintentropfen vorgesehen sein. Die Anordnung der Elektroden 20b, 8b, 80 in
den jeweiligen Öffnungen 20b', 8b', 80' ist dabei so,
dass deren jeweilige dem Innenraum des Druckkopfs zugewandten Flächen mit
der Oberfläche 52b abschließen und
eine gemeinsame Fläche
bilden, wobei die gemeinsame Fläche
keine Kanten, Spalte, Ecken oder Hinterschneidungen aufweist.
-
Der
Einsatz 50b kann dabei in ähnlicher Weise wie der Einsatz 50a Ausformungen 51b aufweisen,
wodurch die Oberfläche 52b einerseits
zu den Oberflächen
der Elektroden fließende Übergänge bildet
und sich andererseits bei geschlossenem Druckkopf zwischen den Oberflächen 52a und 52b der
gewünschte
Hohlraum zur Emission und Ablenkung der Tintentropfen ausbildet.
-
Es
kann hierbei vorgesehen sein, die Elektroden in den jeweiligen Öffnungen
dauerhaft zu fixieren, beispielsweise zu verkleben und die Einsätze 50a, 50b fest
mit dem Unterteil 1a bzw. 1b zu verbinden.
-
4 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Ausführung eines
Druckkopfes 1 eines kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckers,
wobei die bereits beschriebenen Einsätze 50a, 50b austauschbar
ausgeführt
sind und somit beispielsweise bei einer unbeabsichtigten Beschädigung in
einfacher Weise gewechselt werden können.
-
Die
mechanische Verbindung kann hierbei beispielsweise mittels Rastelementen 90 erfolgen, welche
einen Austausch der Einsätze 50a, 50b in einfacher
Weise ermöglichen.
Diese von einer Fläche des
Unter- bzw. Oberteils vorspringenden Rastelemente greifen dabei
in entsprechende Rastaufnahmen and den jeweiligen Einsätzen ein,
so dass eine feste jedoch wieder lösbare Verbindung entsteht.
-
Es
ist insbesondere in dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung vorgesehen,
die Elektroden 20a, 20b, 8a, 8b, 80 in
ihren jeweiligen Einsätzen 50a, 50b zu
fixieren, beispielsweise einzukleben oder insbesondere bei der Herstellung
der Einsätze 50a, 50b als
Spritzgussteil die Elektroden mit einzuarbeiten. Die elektrische
Verbindung der Elektroden mit der übergeordneten Steuerung erfolgt
in dieser Ausführung
zweckmäßigerweise
mittels nicht dargestellter Steckverbindungen, welche so im Unterteil 1a und
dem Oberteil 1b und den entsprechenden Einsätzen 50a, 50b so
angeordnet sind, dass sie beim Einsetzen der Einsätze 50a, 50b in
das zugehörige Oberteil 1b bzw.
Unterteil 1a ineinander einrasten und dadurch die elektrische
Verbindung erfolgt und gleichzeitig eine erforderliche elektrische
Isolation zu den umgebenden Teilen gewährleistet ist.