DE102019104153A1

DE102019104153A1 - Device for temperature control of at least one print head module with at least one print head and at least one print head housing

Info

Publication number: DE102019104153A1
Application number: DE102019104153.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Reder; Thomas Baumeister; Christian Arnold
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2020-08-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperierung mindestens eines Druckkopfmodules mit mindestens einem Druckkopf und mindestens einem Druckkopfgehäuse, wobei das mindestens eine Druckkopfgehäuse mindestens eine Seitenwand mit einer Innenwand und mit einer Außenwand aufweist. Die Innenwand und/oder die Außenwand der mindestens einen Seitenwand und eine mindestens eine Fluidleitung stehen über eine Kontaktfläche in thermischen Kontakt.The invention relates to a device for temperature control of at least one printhead module with at least one printhead and at least one printhead housing, the at least one printhead housing having at least one side wall with an inner wall and with an outer wall. The inner wall and / or the outer wall of the at least one side wall and at least one fluid line are in thermal contact via a contact surface.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperierung mindestens eines Druckkopfmodules mit mindestens einem Druckkopf und mindestens einem Druckkopfgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1.The invention relates to a device for temperature control of at least one print head module with at least one print head and at least one print head housing according to the preamble of claim 1.

In Druckmaschinen kommen unterschiedliche Druckverfahren zum Einsatz, beispielsweise Rotationsdruck, Offset-Druck, Flachdruck, Hochdruck, Siebdruck oder Tiefdruck oder auch Non Impact Druckverfahren. Unter Non Impact Druckverfahren (NIP = non impact printing) sind Druckverfahren zu verstehen, die ohne feste, also körperlich unveränderlich vorliegende Druckform auskommen. Solche Druckverfahren können in jedem Druckvorgang unterschiedliche Druckbilder erzeugen. Beispiele für Non Impact Druckverfahren sind ionografische Verfahren, magnetographische Verfahren, thermografische Verfahren und insbesondere Inkjet-Druckverfahren oder Tintenstrahldruckverfahren. Solche Druckverfahren weisen üblicherweise zumindest eine bilderzeugende Einrichtung auf, beispielsweise zumindest einen Druckkopf. Im Fall des Tintenstrahldruckverfahrens ist ein solcher Druckkopf beispielsweise als Tintenstrahldruckkopf ausgebildet und weist zumindest eine und bevorzugt mehrere Düsen auf, mittels denen gezielt zumindest ein Druckfluid, beispielsweise in Form von Tintentropfen, auf einen Bedruckstoff übertragen werden kann. Der Bedruckstoff sollte dabei eine möglichst präzise Lage relativ zu der bilderzeugenden Einrichtung aufweisen.Different printing processes are used in printing machines, for example rotary printing, offset printing, planographic printing, letterpress printing, screen printing or gravure printing or non-impact printing processes. Non-impact printing processes (NIP = non-impact printing) are printing processes that get by without a fixed, i.e. physically immutable, printing form. Such printing processes can produce different print images in each printing process. Examples of non-impact printing processes are ionographic processes, magnetographic processes, thermographic processes and, in particular, inkjet printing processes or inkjet printing processes. Such printing processes usually have at least one image-generating device, for example at least one print head. In the case of the inkjet printing process, such a print head is designed, for example, as an inkjet print head and has at least one and preferably several nozzles, by means of which at least one printing fluid, for example in the form of ink droplets, can be specifically transferred to a printing substrate. The printing material should have as precise a position as possible relative to the image-generating device.

Beim Tintenstrahldruck oder Ink-Jet-Druck werden einzelne Tropfen zumindest eines Druckfluids aus Düsen von Druckköpfen ausgestoßen und derart auf einen Bedruckstoff übertragen, dass sich auf dem Bedruckstoff ein Druckbild ergibt. Durch einzelne Ansteuerung einer Vielzahl von Düsen können so unterschiedliche Druckbilder geschaffen werden. Es gibt keine feste Druckform und somit ist es möglich, jedes einzelne Druckprodukt individuell zu gestalten. Dadurch können personalisierte Druckprodukte hergestellt werden und/oder auf Grund der Einsparung der Druckformen kleine Auflagen von Druckprodukten zu geringen Kosten hergestellt werden.In the case of inkjet printing or inkjet printing, individual drops of at least one printing fluid are ejected from nozzles of print heads and transferred to a printing substrate in such a way that a printed image is produced on the printing substrate. Different print images can be created by individually controlling a large number of nozzles. There is no fixed printing form, so it is possible to design each individual print product individually. As a result, personalized printed products can be produced and / or, due to the saving of printing forms, small editions of printed products can be produced at low cost.

Der Ausstoß der Tintentropfen wird entweder thermisch oder über Piezoelemente gesteuert. Dazu enthält das Druckkopfgehäuse Schaltkreise die bei Betrieb Wärme erzeugen. Insbesondere wird dadurch auch Wärme auf den Druckkopf und die Tinte abgegeben.The ejection of the ink droplets is controlled either thermally or via piezo elements. For this purpose, the printhead housing contains circuits that generate heat during operation. In particular, this also gives off heat to the print head and the ink.

Bei Bedruckung des Bedruckstoffes mit mindestens einem Druckkopf kommt es besonders bei hoher Flächendeckung und/oder hohen Druckgeschwindigkeiten, zu einer starken Erwärmung des Druckkopfes und der enthaltenen Elektronik. Daraus ergeben sich veränderte Eigenschaften des Druckfluides, insbesondere der Viskosität. Auch zu niedrige Temperaturen, beispielsweise bei sehr niedrigen Druckgeschwindigkeiten, können die Viskosität der Tinte beeinflussen. Die Temperaturschwankungen führen zu einer Verschlechterung der Druckqualität. Des Weiteren kann eine Überhitzung der Elektronik zu einem Ausfall des Druckkopfes führen.When the printing material is printed with at least one print head, the print head and the electronics contained therein become very hot, particularly with high area coverage and / or high printing speeds. This results in changed properties of the pressure fluid, in particular the viscosity. Temperatures that are too low, for example at very low printing speeds, can also affect the viscosity of the ink. The temperature fluctuations lead to a deterioration in the print quality. Furthermore, overheating of the electronics can lead to failure of the print head.

Aus der DE 10 2013 110 515 A1 ist eine Temperierung für ein Druckkopfmodul bekannt, die an das Gehäuse des Druckkopfes zusätzliche Temperierplatten mit einer Wärmeleitpaste thermisch in Kontakt bringt. Die Kontaktstelle erstreckt sich dabei über die gesamte Seitenfläche das Gehäuses. Die Kühlplatten werden dabei mit einem Fluid durchströmt und so Druckkopf und Elektronik temperiert. Dadurch wird zusätzlicher Bauraum beansprucht.From the DE 10 2013 110 515 A1 a temperature control for a print head module is known, which brings additional temperature control plates with a thermal paste to the housing of the print head in thermal contact. The contact point extends over the entire side surface of the housing. A fluid flows through the cooling plates and the temperature of the print head and electronics is controlled. This requires additional installation space.

Aus der DE 10 2016 123 004 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die es ermöglicht Elektronik und Druckkopf separat durch thermische Entkopplung voneinander zu temperieren. Die Vorrichtung umfasst ebenfalls zwei Temperierplatten, die von einem Fluid durchströmt werden. Dabei ist ebenfalls bis auf einen Spalt, die gesamte Seitenfläche in Kontakt mit der Kühlplatte.From the DE 10 2016 123 004 A1 a device is known which allows the electronics and print head to be temperature controlled separately by thermal decoupling from one another. The device also includes two temperature control plates through which a fluid flows. With the exception of a gap, the entire side surface is in contact with the cooling plate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mindestens ein Druckkopfmodul mit mindestens einem Druckkopf und mindestens einem Druckkopfgehäuse zu temperieren .The invention is based on the object of controlling the temperature of at least one print head module with at least one print head and at least one print head housing.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch eine geringe Kontaktfläche zwischen einer Fluidleitung und einem Druckkopfgehäuse wenig Bauraum benötigt und die Vorrichtung platzsparend ausgeführt werden kann. Weiterhin ist durch einen geringen Abstand von Fluidleitung und der zu temperierenden Stelle eine effektive Temperierung gewährleistet.The advantages that can be achieved with the invention are in particular that, due to a small contact area between a fluid line and a print head housing, little installation space is required and the device can be designed to save space. Furthermore, effective temperature control is ensured by a small distance between the fluid line and the point to be temperature-controlled.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Düsenbalkens und einem Druckzylinder mit Bedruckstoff;
2 eine schematische Unteransicht eines Düsenbalkens;
3 eine schematische Schnittansicht eines Druckkopfmoduls;
4 eine Ausführungsform des Druckkopfgehäuses;
5 eine weitere Ausführungsform des mindestens einen Druckkopfgehäuses mit mindestens einer Wärmeleitungsplatte;
6 eine weitere Ausführungsform des mindestens einen Druckkopfgehäuses mit mindestens einem Wärmerohr;
7 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Druckkopfgehäuses;
8 eine perspektivische Ansicht des Druckkopfmoduls mit einer Ausführungsform mit einer Fluidleitung;
9 eine perspektivische Ansicht des Druckkopfmoduls mit einer Ausführungsform des Druckkopfgehäuses mit Wärmeleitungsplatte.

Show it:

1 a perspective view of a nozzle bar and a printing cylinder with printing material;
2 a schematic bottom view of a nozzle bar;
3 a schematic sectional view of a printhead module;
4th one embodiment of the printhead housing;
5 a further embodiment of the at least one printhead housing with at least one heat conduction plate;
6th a further embodiment of the at least one printhead housing with at least one heat pipe;
7th Figure 3 is a perspective view of one embodiment of the printhead housing;
8th a perspective view of the printhead module with an embodiment having a fluid line;
9 a perspective view of the printhead module with an embodiment of the printhead housing with thermal conduction plate.

Ein Düsenbalken 01 dient als Träger zumindest eines Druckkopfmoduls 02. Bevorzugt weist der Düsenbalken 01 jeweils zumindest ein Druckkopfmodul 02 und insbesondere jeweils mehrere Druckkopfmodule 02 auf. Jedes Druckkopfmodul 02 weist dabei bevorzugt mindestens einen Druckkopf 03 auf. Jeder Druckkopf 03 weist bevorzugt eine Mehrzahl von Düsen auf, aus denen Beschichtungsmitteltropfen, insbesondere Tintentropfen und/oder Druckfarbetropfen ausgestoßen werden und/oder ausstoßbar sind. Eine Düsenfläche 04 ist bevorzugt eine Mehrzahl von Düsen, insbesondere Düsenöffnungen, von einer Düsen, aufweisenden Fläche des zumindest einen Druckkopfes 03.A nozzle bar 01 serves as a carrier for at least one print head module 02 . The nozzle bar preferably has 01 at least one printhead module each 02 and in particular multiple printhead modules each 02 on. Any printhead module 02 preferably has at least one print head 03 on. Any printhead 03 preferably has a plurality of nozzles from which drops of coating agent, in particular drops of ink and / or drops of printing ink, are ejected and / or can be ejected. A nozzle face 04 is preferably a plurality of nozzles, in particular nozzle openings, of a nozzle, having surface of the at least one print head 03 .

Der Düsenbalken 01 weist bevorzugt zumindest ein Druckkopfmodul 02 in einer Querrichtung A auf. Die Querrichtung A ist bevorzugt die Richtung die parallel zu einer längsten Seite des Düsenbalkens 01 verläuft. Eine Transportrichtung T ist bevorzugt die Transportrichtung T, die sich parallel in Richtung der Breite und/oder der kürzesten Seite des Düsenbalkens 01 erstreckt. Die Transportrichtung T ist beispielsweise diejenige Richtung, in der ein Bedruckstoff 08 transportiert wird oder die für seinen Transport vorgesehen ist. Die Querrichtung A ist bevorzugt orthogonal zu zumindest einer und bevorzugt jeder Transportrichtung T orientiert. Die Transportrichtung T ist im Fall eines gekrümmten Transportwegs bevorzugt jeweils diejenige Richtung, die tangential zu einem jeweiligen Bezugspunkt nächsten Teilstück und/oder Punkt des vorgesehenen Transportwegs verläuft. Dieser jeweilige Bezugspunkt liegt bevorzugt an dem Punkt und/oder an dem Bauteil, das zu der Transportrichtung T in Bezug gesetzt wird.The nozzle bar 01 preferably has at least one printhead module 02 in a transverse direction A. The transverse direction A is preferably the direction that is parallel to a longest side of the nozzle bar 01 runs. A transport direction T is preferably the transport direction T, which extends parallel in the direction of the width and / or the shortest side of the nozzle bar 01 extends. The transport direction T is, for example, the direction in which a printing material 08 is transported or which is intended for its transport. The transverse direction A is preferably oriented orthogonally to at least one and preferably each transport direction T. In the case of a curved transport path, the transport direction T is preferably in each case that direction which runs tangentially to a respective reference point next section and / or point of the intended transport path. This respective reference point is preferably at the point and / or on the component that is related to the transport direction T.

Eine zumindest eine Reihe des zumindest einen Druckkopfes 03 weist in regelmäßigen Abständen Düsenöffnungen auf. Die Ausstoßrichtung einer oder bevorzugt jeder Düse eines Druckkopfes 03 ist dabei bevorzugt zumindest im Wesentlichen und weiter bevorzugt vollständig parallel zu einer Flächennormale der Düsenfläche 04 des jeweiligen Druckkopfes 03.At least one row of the at least one print head 03 has nozzle openings at regular intervals. The direction of ejection of one or preferably each nozzle of a print head 03 is preferably at least substantially and more preferably completely parallel to a surface normal of the nozzle surface 04 of the respective print head 03 .

Bevorzugt sind nebeneinander mehrere Druckkopfmodule 02 an dem Düsenbalken 01 angeordnet, deren Düsenflächen 04 des jeweiligen Druckkopfes 03 beispielsweise die Form eines Trapezes und/oder eines Parallelogramms, beispielsweise eines Rechtecks, aufweisen. Da solche einzelnen Druckköpfe 03 nicht bis zu einem Rand des Druckkopfmoduls 02 mit Düsen versehen sind, sollten die Druckköpfe 03 bezüglich der Transportrichtung T überlappend angeordnet werden. Die zumindest eine Reihe von Düsen ist bevorzugt nicht als eine einzige lineare Aneinanderreihung von Düsen ausgebildet, sondern ergibt sich als Summe mehrerer einzelner, weiter bevorzugt zumindest zweier, in Transportrichtung T versetzt zueinander angeordneter Aneinanderreihungen von Düsen.Several printhead modules are preferred next to one another 02 on the nozzle bar 01 arranged, the nozzle surfaces 04 of the respective print head 03 for example in the form of a trapezoid and / or a parallelogram, for example a rectangle. Because such individual print heads 03 not to one edge of the printhead module 02 are provided with nozzles, the printheads should 03 be arranged overlapping with respect to the transport direction T. The at least one row of nozzles is preferably not designed as a single linear row of nozzles, but results from the sum of several individual, more preferably at least two, rows of nozzles offset from one another in the transport direction T.

In einer Ausführungsform sind beispielsweise zumindest zwei und weiter bevorzugt genau zwei sich in der Querrichtung A erstreckende Reihen von Druckköpfen 03 in Transportrichtung T versetzt zueinander angeordnet, bevorzugt so, dass in Querrichtung A aufeinander folgende Druckköpfe 03 bevorzugt abwechselnd einer der zumindest zwei Reihen von Druckköpfen 03 angehören, bevorzugt immer abwechselnd einer ersten und einer zweiten von zwei Reihen von Druckköpfen 03. Zwei solche Reihen von Druckköpfen 03 bilden eine Doppelreihe von Druckköpfen 03. Jede Doppelreihe von Druckköpfen 03 weist beispielsweise zwischen fünf und fünfundzwanzig Druckköpfen 03 auf. Die Druckkopfmodule 02 sind in dem Düsenbalken 01 bevorzugt an einem Druckkopfmodulhalter 06 befestigt. (Beispielhaft ist dies in 2 dargestellt.)In one embodiment, for example, there are at least two and more preferably exactly two rows of print heads extending in the transverse direction A 03 arranged offset to one another in the transport direction T, preferably so that in the transverse direction A successive print heads 03 preferably one of the at least two rows of print heads alternately 03 belong, preferably always alternating between a first and a second of two rows of print heads 03 . Two such rows of printheads 03 form a double row of print heads 03 . Any double row of printheads 03 for example, has between five and twenty-five printheads 03 on. The printhead modules 02 are in the nozzle bar 01 preferably on a printhead module holder 06 attached. (This is exemplified in 2 shown.)

Auf mindestens einem Führungselement 07 läuft, parallel zu einer Düsenfläche 04, zumindest ein Bedruckstoff 08 in Transportrichtung T. Das Führungselement 07 ist beispielsweise ein Transportelement 07, insbesondere ein Druckzylinder 07.On at least one guide element 07 runs parallel to a nozzle surface 04 , at least one substrate 08 in transport direction T. The guide element 07 is for example a transport element 07 , especially a printing cylinder 07 .

Der Bedruckstoff 08 ist beispielsweise zumindest ein bahnförmiger oder bogenförmiger Bedruckstoff 08. Beispielsweise weist der Bedruckstoff 08 Papier oder Textil oder eine Folie, beispielsweise eine Kunststofffolie, auf.The substrate 08 is for example at least one web-shaped or arc-shaped printing material 08 . For example, the printing material 08 Paper or textile or a film, for example a plastic film.

Jedes Druckkopfmodul 02 (wie beispielhaft in 3 dargestellt) umfasst den mindestens einen Druckkopf 03, mindestens ein Druckkopfgehäuse 09, dazugehörige Elektronik und zumindest eine elektrische Leitung 11, insbesondere zumindest eine Signalleitung 11 und/oder zumindest eine Energieleitung 11 die zum Düsenbalken 01 führt. Die zumindest eine elektrische Leitung 11 ist vorzugsweise über zumindest einen Leitungsanschluss 12 mit dem jeweiligen Druckkopfmodul 02 verbunden.Any printhead module 02 (as exemplified in 3 shown) comprises the at least one print head 03 , at least one printhead housing 09 , associated electronics and at least one electrical line 11 , in particular at least one signal line 11 and / or at least one power line 11 the one to the nozzle bar 01 leads. The at least one electrical line 11 is preferably about at least one line connection 12 with the respective printhead module 02 connected.

Das mindestens eine Druckkopfgehäuse 09 weist jeweils mindestens eine erste Seitenwand 13 mit einer Innenfläche und einer Außenfläche auf. Die erste Seitenwand 13 verläuft parallel zu einer y-Richtung. Auf der der Innenfläche der ersten Seitenwand 13 gegenüberliegenden Fläche befindet sich eine Innenfläche einer zweiten Seitenwand 14. Auf der anderen Seite der zweiten Seitenwand 14 liegt eine Außenfläche der zweiten Seitenwand 14. Weiter besteht jedes Druckkopfgehäuse 09 aus einer dritten Seitenwand 16 und einer vierten Seitenwand 17, parallel zu einer x-Richtung. Die dritte Seitenwand 16 und die vierte Seitenwand 17 schließen an den in der y-Richtung liegenden Abschlusskanten der ersten Seitenwand 13 und der zweiten Seitenwand 14 an und verbinden das jeweilige mindestens eine Druckkopfgehäuse 09.The at least one printhead housing 09 each has at least one first side wall 13th with an inner surface and an outer surface. The first side wall 13th runs parallel to a y-direction. On the inside surface of the first side wall 13th opposite surface is an inner surface of a second side wall 14th . On the other side of the second side wall 14th is an outer surface of the second side wall 14th . Each printhead housing also exists 09 from a third side wall 16 and a fourth side wall 17th , parallel to an x-direction. The third side wall 16 and the fourth side wall 17th close to the end edges of the first side wall lying in the y-direction 13th and the second side wall 14th and connect the respective at least one printhead housing 09 .

Die y-Richtung ist insbesondere eine parallel zur längsten Seite des jeweiligen zumindest einen Druckkopfgehäuses 09 ausgebildete Richtung. Die x-Richtung ist insbesondere eine Richtung, die parallel zur kürzesten Seite des jeweiligen zumindest einen Druckkopfgehäuses 09 zeigt. Die z-Richtung steht im Wesentlichen bevorzugt orthogonal auf der x-y-Ebene und verläuft insbesondere parallel zu einer Höhe H des jeweiligen zumindest einen Druckkopfgehäuses 09. Vorzugsweise ist die Höhe H bestimmt durch den Abstand einer in z-Richtung betrachteten Oberkante des Druckkopfes 03 und einer Unterkante des zumindest einen Leitungsanschlusses 12. In bevorzugter Ausführungsform hat jedes Druckkopfgehäuse 09 eine Höhe H von 4 cm - 6 cm.The y-direction is in particular one parallel to the longest side of the respective at least one printhead housing 09 trained direction. The x direction is, in particular, a direction that is parallel to the shortest side of the respective at least one printhead housing 09 shows. The z direction is essentially preferably orthogonal to the xy plane and in particular runs parallel to a height H of the respective at least one printhead housing 09 . Preferably the height is H determined by the distance from an upper edge of the print head viewed in the z-direction 03 and a lower edge of the at least one line connection 12 . In a preferred embodiment, each has a printhead housing 09 a height H from 4 cm - 6 cm.

Das mindestens eine Druckkopfgehäuse 09 umfasst jeweils die Elektronik des zumindest einen Druckkopfmoduls 02 zwischen dem zumindest einen Druckkopf 03 und des zumindest einen Leitungsanschlusses 12. Zur Elektronik gehört beispielsweise zumindest eine Platine 18, die in bevorzugter Ausführungsform parallel zur Flächennormale der Düsenfläche 04 und entgegensetzt der Ausstoßrichtung des zumindest einen Druckkopfes 03 orientiert und innerhalb des jeweiligen zumindest einen Druckkopfgehäuses 09 befestigt ist. Auf der mindestens einen Platine 18 befindet sich zumindest ein elektrisches Bauteil 19, wie beispielsweise zumindest ein Kondensator 19. Der Bauraum innerhalb des jeweiligen mindestens einen Druckkopfgehäuses 09 wird dadurch verringert.The at least one printhead housing 09 each comprises the electronics of the at least one print head module 02 between the at least one print head 03 and the at least one line connection 12 . Electronics include at least one circuit board, for example 18th , which in a preferred embodiment parallel to the surface normal of the nozzle surface 04 and opposite to the ejection direction of the at least one print head 03 oriented and within the respective at least one printhead housing 09 is attached. On at least one board 18th there is at least one electrical component 19th such as at least one capacitor 19th . The installation space within the respective at least one printhead housing 09 is thereby reduced.

Das mindestens eine Druckkopfgehäuse 09 weist eine Wandstärke von maximal einem Zehntel von der Länge des Druckkopfgehäuses 09 auf. Bevorzugt ist die Wandstärke mit einer Dicke zwischen 1 mm - 4 mm ausgestaltet. In einer ersten Ausführungsform besteht die erste Seitenwand 13 und die zweite Seitenwand 14 des mindestens eine Druckkopfgehäuses 09 vorzugsweise aus einem gut wärmeleitfähigen Material wie Aluminium mit einer Wärmeleitfähigkeit von ca. Ä = 236 W/m/K und weiter bevorzugt Kupfer mit einer Wärmeleitfähigkeit von ca. Ä = 380 W/m/K. Weiter bevorzugt bestehen auch die dritte Seitenwand 16 und vierte Seitenwand 17 aus Aluminium oder Kupfer.The at least one printhead housing 09 has a wall thickness of a maximum of one tenth of the length of the printhead housing 09 on. The wall thickness is preferably designed with a thickness between 1 mm and 4 mm. In a first embodiment, there is the first side wall 13th and the second side wall 14th of the at least one printhead housing 09 preferably made of a material with good thermal conductivity such as aluminum with a thermal conductivity of approx. λ = 236 W / m / K and more preferably copper with a thermal conductivity of approx. λ = 380 W / m / K. The third side wall is also preferably made 16 and fourth side wall 17th made of aluminum or copper.

Vom Druckkopf 03 verläuft zumindest eine elektrische Leitung 21 von den Düsenflächen 04 zu der mindestens einen Platine 18. Ein Halter 22, vorzugsweise als Feder 22 ausgeführt, befestigt, vorzugsweise drückt, die zumindest eine elektrische Leitung 21 an das Druckkopfgehäuse 09. Die zumindest eine elektrische Leitung 21 ist entweder auf der Innenfläche der ersten Seitenwand 13 des Druckkopfgehäuses 09 und/oder der gegenüberliegenden Innenfläche der zweiten Seitenwand 14, bevorzugt alternierend, angeordnet. Zur Temperierung ist an der zumindest einen elektrischen Leitung 21 bevorzugt mindestens ein Temperierelement 23 über zumindest eine Kontaktfläche 24 in thermischen Kontakt mit dem zumindest einen Druckkopfgehäuse 09 angebracht.From the print head 03 at least one electrical line runs 21st from the nozzle surfaces 04 to the at least one board 18th . A holder 22nd , preferably as a spring 22nd executed, fastened, preferably pushes, the at least one electrical line 21st to the printhead housing 09 . The at least one electrical line 21st is either on the inner surface of the first side wall 13th of the printhead housing 09 and / or the opposite inner surface of the second side wall 14th , preferably alternating, arranged. There is at least one electrical line on the temperature control 21st preferably at least one temperature control element 23 via at least one contact surface 24 in thermal contact with the at least one printhead housing 09 appropriate.

Mit thermischen Kontakt wird in Vorangegangenen und/oder im Folgenden der mittelbare oder unmittelbare Kontakt eines Körpers mit zumindest einem anderen Körper verstanden, die durch Wärmeleitung und/oder Strahlung verbunden ist. Als thermische Kontaktfläche wird im Vorangegangen und/oder im Folgenden die Fläche verstanden, die mittelbar oder unmittelbar über Wärmeleitung und/oder Strahlung mit einer anderen Fläche verbunden ist.In the preceding and / or in the following, thermal contact is understood to mean the direct or indirect contact of a body with at least one other body that is connected by thermal conduction and / or radiation. In the foregoing and / or in the following, the thermal contact surface is understood to be the surface that is directly or indirectly connected to another surface via thermal conduction and / or radiation.

Die zumindest eine Kontaktfläche 24 setzt sich zusammen aus der thermischen Kontaktfläche des zumindest einen Temperierelementes 23 mit der jeweiligen Oberfläche der Innenwand der mindestens einen Seitenwand 13 und/oder der zweiten Seitenwand 14.The at least one contact area 24 is composed of the thermal contact surface of the at least one temperature control element 23 with the respective surface of the inner wall of the at least one side wall 13th and / or the second side wall 14th .

In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich mindestens ein, weiter bevorzugt mindestens zwei, Temperierelemente 23 mit der jeweiligen Oberfläche der Innenwand der mindestens einen Seitenwand 13; 14 in thermischen Kontakt.In a preferred embodiment there is at least one, more preferably at least two, temperature control elements 23 with the respective surface of the inner wall of the at least one side wall 13th ; 14th in thermal contact.

Auf der Innenwand und/oder Außenwand der ersten Seitenwand 13 und/oder zweiten Seitenwand 14 des mindestens einen Druckkopfgehäuses 09 wird mindestens eine Fluidleitung 26 befestigt, vorzugsweise mit mindestens einer stoffschlüssigen Verbindungsstelle 27, insbesondere Lötstelle 27, verbunden und über eine entstehende Kontaktfläche 28 in thermischen Kontakt mit der jeweiligen Oberfläche der Innenwand und/oder Außenwand der mindestens einen Seitenwand 13; 14 des zumindest einen Druckkopfgehäuses 09 gebracht.On the inner wall and / or outer wall of the first side wall 13th and / or second side wall 14th of the at least one printhead housing 09 becomes at least one fluid line 26th attached, preferably with at least one material connection point 27 , especially solder joint 27 , connected and via an emerging contact surface 28 in thermal contact with the respective surface of the inner wall and / or outer wall of the at least one side wall 13th ; 14th of the at least one printhead housing 09 brought.

Die mindestens eine Fluidleitung 26 wird von einem Temperier-Medium, insbesondere Wasser, durchströmt. Eine mögliche bevorzugte Ausführungsform der mindestens einen Fluidleitung 26 ist, beispielsweise als Rohr 26, insbesondere als Rundrohr 26 oder Flachrohr 26. In einer bevorzugten Ausführung beträgt die Wandstärke zwischen 1 mm und 3 mm. Der Durchmesser ist im Vergleich zur Höhe H des jeweiligen mindestens einen Druckkopfgehäuses 09 klein, insbesondere kleiner als 30 % von der Höhe H des jeweiligen mindestens einen Druckkopfgehäuses 09. The at least one fluid line 26th is flowed through by a temperature control medium, especially water. A possible preferred embodiment of the at least one fluid line 26th is, for example, as a pipe 26th , especially as a round tube 26th or flat tube 26th . In a preferred embodiment, the wall thickness is between 1 mm and 3 mm. The diameter is compared to the height H of the respective at least one printhead housing 09 small, especially less than 30% of the height H of the respective at least one printhead housing 09 .

In einer Ausführungsform ist eine Wärmeleitfähigkeit der mindestens einen Seitenwand 13; 14 des zumindest einen Druckkopfgehäuses 09, insbesondere aus Aluminium, kleiner als eine Wärmeleitfähigkeit der mindestens einen Fluidleitung 26, insbesondere aus Kupfer.In one embodiment, a thermal conductivity of the at least one side wall is 13th ; 14th of the at least one printhead housing 09 , in particular made of aluminum, less than a thermal conductivity of the at least one fluid line 26th , especially made of copper.

In einer Ausführungsform weist das zumindest eine Druckkopfgehäuse 09 zwei Seitenwände 13; 14 auf, die mit der mindestens eine Fluidleitung 26 in thermischen Kontakt stehen. Weiter bevorzugt weist das zumindest eine Druckkopfgehäuse 09 zwei Seitenwände 13; 14 auf, die mit der mindestens einen Fluidleitung 26 in thermischen Kontakt stehen.In one embodiment, the at least one printhead housing 09 two side walls 13th ; 14th on that with the at least one fluid line 26th are in thermal contact. More preferably, it has at least one printhead housing 09 two side walls 13th ; 14th on that with the at least one fluid line 26th are in thermal contact.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest eine Fluidleitung 26 auf der Innenwand der ersten Seitenwand 13 und der Innenwand der zweiten Seitenwand 14 befestigt und in thermischen Kontakt. Bevorzugt ist die mindestens eine Fluidleitung 26 in U-Form mit einem Zu- und einem Abfluss ausgestaltet.In a preferred embodiment, the at least one fluid line is 26th on the inner wall of the first side wall 13th and the inner wall of the second side wall 14th attached and in thermal contact. The at least one fluid line is preferred 26th designed in a U-shape with an inlet and an outlet.

In einer weiteren Ausführungsform ist auf der Innenwand und/oder der Außenwand der ersten Seitenwand 13 und/oder der zweiten Seitenwand 14 zumindest eine Wärmeleitungsplatte 29 angebracht. Bevorzugt besteht die Wärmeleitungsplatte 29 aus einem Material mit besseren Wärmeleitungseigenschaften als Aluminium, insbesondere Kupfer. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der zumindest einen Wärmeleitungsplatte 29 auf mindestens der Innenwand der ersten Seitenwand 13 und/oder der zweiten Seitenwand 14 befindet sich die zumindest eine Wärmeleitungsplatte 29 zwischen dem zumindest einen Temperierelement 23 und mindestens der Innenwand der ersten Seitenwand 13 und/oder zweiten Seitenwand 14. Die Kontaktfläche 24 setzt sich in dieser Ausführungsform aus der thermischen Kontaktfläche des zumindest einen Temperierelementes 24 mit der ersten Seitenwand 13 und oder zweiten Seitenwand 14 zusammen.In a further embodiment, the first side wall is on the inner wall and / or the outer wall 13th and / or the second side wall 14th at least one thermal conduction plate 29 appropriate. The heat conduction plate is preferably made 29 made of a material with better heat conduction properties than aluminum, especially copper. In a preferred embodiment of the at least one heat conduction plate 29 on at least the inner wall of the first side wall 13th and / or the second side wall 14th there is at least one heat conduction plate 29 between the at least one temperature control element 23 and at least the inner wall of the first side wall 13th and / or second side wall 14th . The contact area 24 in this embodiment consists of the thermal contact surface of the at least one temperature control element 24 with the first side wall 13th and or second side wall 14th together.

In einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine Fluidleitung 26 als zumindest ein mit zumindest einem Wärmeübertrager 31 zusammenwirkendes Wärmerohr 26 mit geschlossenem Temperierkreislauf ausgebildet. Das zumindest eine Wärmerohr 26 ist in bevorzugter Ausführungsform eine Heat-Pipe 26. Befestigt wird das zumindest eine Wärmerohr 26 jeweils an der Außenwand und/oder Innenwand der ersten Seitenwand 13 und/oder zweiten Seitenwand 14 bevorzugt über jeweils zumindest die stoffschlüssig verbundene Wärmeleitungsplatte 29. Bevorzugt befindet sich das zumindest eine Wärmerohr 26 in dieser Ausführungsform zwischen Wärmeleitungsplatte 29 und einer der Seitenwände 13; 14.In a further embodiment, the at least one fluid line is 26th than at least one with at least one heat exchanger 31 cooperating heat pipe 26th designed with a closed temperature control circuit. At least one heat pipe 26th is a heat pipe in a preferred embodiment 26th . At least one heat pipe is attached 26th each on the outer wall and / or inner wall of the first side wall 13th and / or second side wall 14th preferably via in each case at least the cohesively connected heat conduction plate 29 . The at least one heat pipe is preferably located 26th in this embodiment between heat conduction plate 29 and one of the side walls 13th ; 14th .

Die Kontaktfläche 28 setzt sich zusammen aus der direkten thermischen Kontaktfläche zwischen der Oberfläche der Innenwand und/oder Außenwand der mindestens einen Seitenwand 13; 14 und der mindestens einen Fluidleitung 26 und/oder der mindestens einen Wärmeleitungsplatte 29 und/oder der mindestens einen Verbindungstelle 27 der mindestens einen Fluidleitung 26 und/oder der mindestens einen Wärmeleitungsplatte 29.The contact area 28 is composed of the direct thermal contact area between the surface of the inner wall and / or outer wall of the at least one side wall 13th ; 14th and the at least one fluid line 26th and / or the at least one heat conduction plate 29 and / or the at least one connection point 27 the at least one fluid line 26th and / or the at least one heat conduction plate 29 .

Die Kontaktfläche 28 ist vorzugsweise im Vergleich zur Fläche der jeweiligen Seitenwand 13; 14 klein, insbesondere ist die mindestens eine Kontaktfläche 28 kleiner als 30 %, weiter bevorzugt kleiner als 20 %, von der Fläche der jeweiligen Seitenwand 13; 14.The contact area 28 is preferably compared to the area of the respective side wall 13th ; 14th small, in particular the at least one contact area is 28 less than 30%, more preferably less than 20%, of the area of the respective side wall 13th ; 14th .

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform beträgt ein Abstand L zwischen dem mindestens einen Temperierelement 23 und der mindestens einen Fluidleitung 26 betragsmäßig weniger als 40 %, weiter bevorzugt weniger als 25 %, von der Höhe H des mindestens einen Druckkopfgehäuses 09.In a further preferred embodiment, a distance L between the at least one temperature control element is 23 and the at least one fluid line 26th in terms of amount less than 40%, more preferably less than 25%, of the amount H of the at least one printhead housing 09 .

Dieser Abstand L ist bevorzugt der längste geometrische Abstand aus einer Projektion von zumindest einer ersten und zumindest einer zweiten Lotgeraden L1; L2 auf eine Ebene E1, die orthogonal zu einer y-z-Ebene ist. Die y-z-Ebene wird aus der y-Richtung und der z-Richtung aufgespannt. Bevorzugt ist diese Ebene E1 orthogonal zu der Düsenfläche 04. Eine zumindest eine Lotgerade L1 wird gebildet aus einem Lot auf der Innenfläche einer der Seitenflächen 13; 14 und durch zumindest einen Schwerpunkt S1 der zumindest einen Kontaktfläche 24 an der gleichen Seitenwand 13; 14 des zumindest einen in Kontakt stehenden Temperierelementes 23. Eine zweite zumindest eine Lotgerade L2 wird gebildet aus dem Lot der Innenfläche der gleichen Seitenwand 13; 14 und durch zumindest einen Schwerpunkt S2 der Kontaktfläche 28 an der selbigen Seitenwand 13; 14.This distance L is preferably the longest geometric distance from a projection of at least one first and at least one second perpendicular line L1 ; L2 on one level E1 that is orthogonal to a yz plane. The yz-plane is spanned from the y-direction and the z-direction. This level is preferred E1 orthogonal to the nozzle face 04 . At least a straight line L1 is formed from a solder on the inner surface of one of the side surfaces 13th ; 14th and through at least one focus S1 the at least one contact surface 24 on the same side wall 13th ; 14th of the at least one temperature control element in contact 23 . A second at least one perpendicular line L2 is formed from the solder of the inner surface of the same side wall 13th ; 14th and through at least one focus S2 the contact area 28 on the same side wall 13th ; 14th .

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Druckkopfgehäuse 09 an der dritten Seitenwand 16 und/oder vierten Seitenwand 17 mithilfe einer Biegestelle 32 aufgebogen und so eine leichte Montage erreicht werden. Die Biegestelle 32 ist bevorzugt mittig auf der dritten Seitenwand 16 und/oder vierten Seitenwand 17 des Druckkopfgehäuses 09 angebracht.In a preferred embodiment, the printhead housing 09 on the third side wall 16 and / or fourth side wall 17th using a bending point 32 bent upwards and thus easy assembly can be achieved. The bending point 32 is preferably centered on the third side wall 16 and or fourth side wall 17th of the printhead housing 09 appropriate.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

0101: DüsenbalkenNozzle bar
0202: DruckkopfmodulPrinthead module
0303: DruckkopfPrinthead
0404: DüsenflächeNozzle area
0505: --
0606: DruckkopfmodulhalterPrinthead module holder
0707: Führungselement, Transportelement, DruckzylinderGuide element, transport element, printing cylinder
0808: BedruckstoffSubstrate
0909: DruckkopfgehäusePrinthead housing
1010: --
1111: Leitung, elektrisch, Signalleitung, EnergieleitungLine, electrical, signal line, power line
1212: LeitungsanschlussLine connection
1313: Seitenwand, ersteSidewall, first
1414th: Seitenwand, zweiteSidewall, second
1515th: --
1616: Seitenwand, dritteSidewall, third
1717th: Seitenwand, vierteSide wall, fourth
1818th: Platinecircuit board
1919th: Bauteil, elektronisch, KondensatorComponent, electronic, capacitor
2020th: --
2121st: Leitung, elektrischLine, electrical
2222nd: Halter, FederHolder, pen
2323: TemperierelementTemperature control element
2424: KontaktflächeContact area
2525th: --
2626th: Fluidleitung, Rohr, Rundrohr, Flachrohr, Wärmerohr, Heat-PipeFluid line, pipe, round pipe, flat pipe, heat pipe, heat pipe
2727: Verbindungsstelle, LötstelleConnection point, solder point
2828: KontaktflächeContact area
2929: WärmeleitungsplatteHeat transfer plate
3030th: --
3131: WärmeübertragerHeat exchanger
3232: Biegestelle Bending point
AA.: QuerrichtungTransverse direction
HH: Höhe (09)Height ( 09 )
TT: TransportrichtungTransport direction
LL.: Abstand Kühlelement/Leitung Distance cooling element / line
E1E1: Ebene Orthogonal aus x-Richtung, z-Richtung Plane orthogonal from x-direction, z-direction
L1L1: Lotgerade (23)Plumb line ( 23 )
L2L2: Lotgerade (28) Plumb line ( 28 )
S1S1: Schwerpunkt (23)Main emphasis ( 23 )
S2S2: Schwerpunkt (28) Main emphasis ( 28 )
xx: x-Richtungx direction
yy: y-Richtungy direction
zz: z-Richtungz direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102013110515 A1 [0006]
DE 102016123004 A1 [0007]

Claims

Device for temperature control of at least one printhead module (02) with at least one printhead (03) and at least one printhead housing (09), the at least one printhead housing (09) having at least one side wall (13; 14) with an inner wall and with an outer wall, wherein the inner wall and / or the outer wall of the at least one side wall (13; 14) and at least one fluid line (26) is in thermal contact via a contact surface (28), characterized in that the contact surface (28) is less than 30% of the Has surface of the inner wall and / or the outer wall of the at least one side wall (13; 14).

Device according to Claim 1 , characterized in that the contact surface (28) has less than 20% of the surface of the inner wall and / or the outer wall of the at least one side wall (13; 14).

Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that at least one additional heat conduction plate (29) is attached between the at least one fluid line (26) and the at least one side wall (13; 14) of the at least one printhead housing (09).

Device according to Claim 1 or 2 or 3 , characterized in that the contact surface (28) acts as a direct thermal contact surface between the surface of the inner wall and / or the outer wall of the at least one side wall (13; 14) and the at least one fluid line (26) and / or the at least one heat conduction plate ( 29) and / or connection point (27) of the at least one fluid line (26) and / or the at least one heat conduction plate (29).

Device according to Claim 1 or 2 or 3 or 4th , characterized in that the at least one fluid line (26) is designed as at least one heat pipe (26) which interacts with a heat exchanger (31) and has a closed temperature control circuit.

Device according to Claim 1 or 2 or 3 or 4th or 5 , characterized in that the at least one fluid line (26) is in thermal contact with the respective surface of the inner wall and / or the outer wall of the at least one side wall (13; 14).

Device according to Claim 1 or 2 or 3 or 4th or 5 or 6th , characterized in that the at least one printhead housing (09) has two side walls (13; 14) and that the at least one fluid line (26) is in thermal contact with both side walls (13; 14).

Device according to Claim 1 or 2 or 3 or 4th or 5 or 6th or 7th , characterized in that a thermal conductivity of the at least one side wall (13; 14) of the at least one printhead housing (09) is less than a thermal conductivity of the at least one fluid line (26).

Device according to Claim 1 or 2 or 3 or 4th or 5 or 6th or 7th or 8th , characterized in that the at least one side wall (13; 14) of the at least one printhead housing (09) is made of aluminum and the at least one fluid line (26) is made of copper.

Device according to Claim 1 or 2 or 3 or 4th or 5 or 6th or 7th or 8th or 9 , characterized in that the at least one print head module (02) has at least one electrical line (26) with at least one temperature control element (23), the inner wall and / or the outer wall of the at least one side wall (13; 14) and the at least one temperature control element (23) is in thermal contact via a further contact surface (24).

Device according to Claim 10 , characterized in that the amount (L) between the at least one fluid line (26) and the at least one temperature control element (23) is less than 40% of the height (H) of the at least one printhead housing (09).

Device according to Claim 10 and 11 , characterized in that the amount (L) between the at least one fluid line (26) and the at least one temperature control element (23) is less than 25% of the height (H) of the at least one printhead housing (09).

Device according to Claim 10 or 11 or 12 , characterized in that the distance (L) is preferably the longest geometrical distance from a projection of at least one first and at least one second perpendicular line (L1; L2) onto a plane (E1) which is orthogonal to a yz plane, the yz-plane is spanned from the y-direction and the z-direction and this plane (E1) is preferably arranged orthogonally to a nozzle surface (04), with at least one perpendicular line (L1) being formed from a perpendicular on the inner surface of one of the Side surfaces (13; 14) and through at least one center of gravity (S1) of at least one contact surface (24) on the same side wall (13; 14) of the at least one temperature control element (23) in contact, a second at least one perpendicular line (L2) is formed from the solder of the inner surface of the same side wall (13; 14) and through at least one center of gravity (S2) of the contact surface (28) on the same side wall (13; 14).

Device off Claim 10 or 11 or 12 or 13th , characterized in that at least two temperature control elements (23) are in thermal contact with the respective surface of the inner wall of the at least one side wall (13; 14).

Device off Claim 10 or 11 or 12 or 13th or 14th , characterized in that at least one temperature control element (23) is in thermal contact with the respective surface of the inner wall of both side walls (13; 14).