DE19604560C2

DE19604560C2 - Adapter für auswechselbare Patronen

Info

Publication number: DE19604560C2
Application number: DE1996104560
Authority: DE
Inventors: Udo Gehrer; Heinz-Josef Frenken
Original assignee: Dia-Nielsen & Co KG Zubehoer fur Die Mestechnik 52355 Dueren De GmbH; Dia Nielsen GmbH and Co KG
Current assignee: Dia Nielsen GmbH and Co KG
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2016-02-09
Also published as: DE19604560A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Adapter für auswechselbare Patronen.

Adapter für auswechselbare Patronen sind vor allem für Ink-Jet-Druckköpfe bekannt, bei denen zwischen der Patrone und der eigentlichen Ink-Jet- Druckkopftechnologie, also Düsen, Düsenkammer und zum Beispiel Heizung, sich eine größere Vorkammer befindet. Diese Vorkammer muß zur sicheren Funktion des Druckkopfs luftfrei sein und deswegen befindet sich zwischen dieser Vorkammer und dem eigentlichen Tintentank ein feines Sieb, welches Luft- und Schmutzpartikel zurückhält.

Die Patronen werden aber üblicherweise nicht an diesem Sieb angekoppelt sondern am anderen Ende eines zwischen dem Sieb und der Patrone angeordneten Raumes.

Dadurch ergibt sich eine Vorkammer und ein davor angeordneter Raum, die durch drei durch Kapillarkraft abgedichtete Trennwände von der Umgebung bzw. untereinander abgeschottet sind. Wenn die Patrone leergeschrieben ist, dringt Luft in eine oder in beide Kammern ein und diese Luft muß beim Einsetzen der zweiten Patrone in den Adapter so durch einen Aktivierungsprozeß entfernt werden, daß der Raum und die Vorkammer luftfrei werden. Die Durchströmung des zwischen Raum und Vorkammer angeordneten Siebes erzeugt Strömungsverluste die möglichst gering sein müssen, damit die Funktion des Adapters nicht beeinträchtigt wird.

Um die Strömungsverluste an dem Sieb zwischen Raum und Vorkammer möglichst gering zu halten, ist es möglich das Sieb senkrecht zur Düsenplatte des Druckkopfs anzuordnen. Somit kann die Siebfläche durch Verwendung mehrerer sich zum Beispiel gegenüberliegender Siebe oder eines zylindrischen Siebes vergrößert werden.

Bei der Verwendung senkrecht zur Düsenplatte angeordneter Siebe entsteht beim Aktivieren des Druckkopfes, wobei die Düsenplatte nach oben gehalten wird, jedoch das Problem, daß sobald die Tinte im Raum vor dem Sieb so hoch steht, daß sie das Sieb erreicht, Tinte durch dieses Sieb hindurchtritt, ohne weitere Luft aus dem Raum vor dem Sieb auszutreiben. Dies hat zur Folge, daß ein großer Teil dieses Siebes nach Umdrehen des Druckkopfes in die Gebrauchslage noch von Luft bedeckt ist und die zum Drucken nötige Tinte mit erhöhter Geschwindigkeit, also erhöhtem Druckverlust das Sieb passieren muß. Hierdurch entsteht häufig ein totaler Ausfall des Druckkopfes, obwohl die Vorkammer vollständig entlüftet wurde.

Die Erfindung geht daher aus von einem Adapter für auswechselbare Patronen mit einer Düsenplatte, einer senkrecht dazu angeordneten, von einer Flüssigkeit zur Düsenplatte hin durchströmbaren Siebfläche und einem in Fließrichtung vor der Siebfläche angeordneten Raum, der in Fließrichtung eine erste von der Siebfläche beabstandete Zone und eine in senkrechter Projektion unmittelbar vor der Siebfläche angeordnete zweite Zone aufweist, die flüssigkeits- und gasdurchströmbar sind.

Ein derartiger Adapter mit Druckkopf ist aus der EP 683 050 A2 bekannt. Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß Luftbläschen, die sich in dem Raum vor der Siebfläche ansammeln, von Zeit zu Zeit durch eine Wartungsoperation durch die Siebfläche hindurch abgesaugt werden müssen.

Aufgabe ist es, nun einen derartigen Adapter so weiterzubilden, daß an der Siebfläche keine Strömungsverluste durch die im Raum vor der Siebfläche befindliche Luft entstehen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die erste und die zweite Zone derart in Verbindung stehen, daß beim Bringen des Adapters in eine Betriebsposition in der zweiten Zone vor der Siebfläche befindliche Luft in die erste Zone wandern kann und das das Volumen der ersten Zone mindestens so groß ist wie das Volumen der zweiten Zone.

Die Einteilung des Raumes in die beschriebenen zwei Zonen, führt zu dem überraschenden Vorteil, daß im Raum vor der Siebfläche befindliche Luft nicht vermieden werden muß und trotzdem die Luft keinen negativen Einfluß auf die Funktion der Siebfläche hat. Sowie der Adapter in die Betriebsposition gebracht wird, wandert die sich noch vor der Siebfläche befindliche Luft nach oben und somit weg von der Siebfläche. Da die erste Zone jedoch mindestens so groß ist wie die zweite Zone kann sich die zuvor vor der Siebfläche befindliche Luft in Betriebsposition oberhalb der Siebfläche aufhalten, ohne den Fluß der Flüssigkeit wie beispielsweise der Tinte zu beeinträchtigen.

Verständlicherweise ist das Volumen der zweiten Zone möglichst klein gehalten, da dadurch auch das Volumen der ersten Zone klein gehalten werden kann und somit die durchströmten Passagen des Adapters klein bleiben.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine der Siebfläche gegenüberliegende Wand des Raumes, in einem Schnitt parallel zur Düsenplatte, schräg zur Siebplatte angeordnet ist. Die schräge Anordnung der der Siebfläche gegenüberliegenden Wand führt zu einem ersten Bereich in dem die Wand näher an der Siebfläche angeordnet ist und in dem eine höhere Kapillarität herrscht als in einem zweiten Bereich, in dem die Siebfläche weiter von der gegenüberliegenden Wand entfernt ist. Dadurch entsteht beim Umdrehen des Adapters eine Kapillar unterstützte Strömung, die die Luft restlos aus der zweiten Zone austreibt.

Die Strömung von Luft und Flüssigkeit beim Umdrehen des Adapters in eine Position, in der die Düsenplatte unterhalb der Siebfläche angeordnet ist, wird darüberhinaus dadurch vorteilhaft beeinflußt, daß sich die zweite Zone zur ersten Zone hin erweitert. Dadurch ist genügend Raum für einen guten Austausch von Luft und Flüssigkeit gegeben.

Obwohl der Adapter für verschiedenste Einsatzzwecke geeignet ist, ist ein bevorzugtes Einsatzgebiet die Ink-Jet-Technologie, bei der der Adapter einen Druckkopf aufweist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Adapter und

Fig. 2 einen Schnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Adapter längs der Linie II-II

Der Adapter 1 hat eine waagerecht angeordnete Düsenplatte 2, von der zwei Düsen 3 und 4 gezeigt sind. Unterhalb dieser Düsenplatte 2 befindet sich eine Vorkammer 5, deren eine senkrechte Wand von einer Siebfläche 6 gebildet ist. Die Siebfläche 6 ist daher senkrecht zur Düsenplatte 2 angeordnet. Auf der der Vorkammer 5 gegenüberliegenden Seite der Siebfläche 6 befindet sich ein Raum 7, der mit der Vorkammer 5 über die Siebfläche 6 in Fluidverbindung steht. Der Raum 7 wird von einer weiteren Siebfläche 8 begrenzt, die senkrecht zur ersten Siebfläche 6 und parallel zur Düsenplatte angeordnet ist. Die zweite Siebfläche 8 ist als Koppelstelle für eine Patrone (nicht gezeigt) ausgebildet und ermöglicht es, daß Tinte aus der Patrone in den Raum 7 und von dort durch die Siebfläche 6 in die Vorkammer 5 und weiter zur Düsenplatte fließt.

In Fließrichtung der Tinte weist der Raum 7 eine erste Zone 9 auf, die im Vergleich zu einer in senkrechter Projektion vor der Siebfläche angeordneten zweiten Zone 10 relativ groß ist.

Wenn der Adapter 1 mit der Düsenplatte 2 nach oben aufgestellt ist, hat die zweite Zone 10 eine sich nach oben verjüngende Form, so daß die der Siebfläche senkrecht gegenüberliegende Wand im oberen Bereich der Zone näher an der Siebfläche 6 angeordnet ist als im unteren Bereich der Zone 10. Da an die zweite Zone 10 sich die erste Zone 9 direkt anschließt, erweitert sich die zweite Zone 10 zur ersten Zone 9, um beim Umdrehen des Adapters einen besseren Gas- und Flüssigkeitsaustausch zu ermöglichen.

Fig. 2 zeigt, daß die der Siebfläche 6 gegenüberliegende Wand 11 auch in einem Schnitt (II-II) parallel zur Düsenplatte 2 schräg zur Siebfläche 6 angeordnet ist. Dadurch weist die Zone 10 einen Bereich 12 mit erhöhter Kapillarität auf, die darauf zurückzuführen ist, daß in diesem Bereich die Siebfläche 5 und die gegenüberliegende Wand 11 am nähesten beieinander angeordnet sind.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Adapters wird der Adapter mit der Düsenplatte nach oben gehalten und an der zweiten Siebfläche 8 wird eine Patrone (nicht gezeigt) befestigt. Durch Druck auf die Patrone fließt Tinte durch die zweite Siebfläche 8 in den Raum 7 und hierbei zunächst in die erste Zone 9 und dann weiter in die zweite Zone 10 und durch die Siebfläche 6 hindurch in die Vorkammer 5. Das Drücken auf die Patrone wird beendet sowie die Vorkammer 5 vollständig mit Tinte gefüllt ist. Da die Tinte jedoch vom Raum 7 durch die Siebfläche 6 in die Vorkammer 5 fließt, ohne vollständig die Luft aus der Zone 10 zu verdrängen, befindet sich auch nach vollständiger Befüllung der Vorkammer 5 mit Tinte noch Luft in der Zone 10.

Anschließend wird der Adapter umgedreht und in einen Drucker eingesetzt und dabei fließt die Luft aus der Zone 10 aufgrund ihres geringeren spezifischen Gewichts in die Zone 9 des Raumes 7. Auch wenn sich die gesamte Luft aus der Zone 10 in die Zone 9 verlagert hat, verbleibt in der Zone 9 noch genügend Raum um das Fließen von Tinte aus der Patrone zur Siebfläche 6 nicht zu beeinträchtigen. Die Zone 10 ist jedoch im Betrieb des Adapters vollständig mit Tinte gefüllt und somit steht die gesamte Siebfläche 6 für den Durchfluß von Tinte von der Patrone zur Düsenplatte hin zur Verfügung.

Die spezielle geometrische Ausbildung der zweiten Zone 10 bewirkt eine Strömung innerhalb der Zone und erleichtert somit das Verdrängen der Luft durch nachströmende Tinte.

Claims

1. Adapter mit Druckkopf für auswechselbare Patronen mit einer Düsenplatte (2), einer senkrecht zu dieser angeordneten, von einer Flüssigkeit zur Düsenplatte (2) hin durchströmbaren Siebfläche (6) und einem in Fließrichtung vor der Siebfläche angeordneten Raum (7), der in Fließrichtung eine erste, von der Siebfläche beabstandete Zone (9) und eine in senkrechter Projektion unmittelbar vor der Siebfläche (6) angeordnete zweite Zone (10) aufweist, die flüssigkeits- und gasdurchströmbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zone derart miteinander in Verbindung stehen, daß beim Bringen des Adapters in eine Betriebsposition in der zweiten Zone (10) vor der Siebfläche (6) befindliche Luft in die erste Zone (9) wandern kann und daß das Volumen der ersten Zone (9) mindestens so groß ist, wie das Volumen der zweiten Zone (10).

2. Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Siebfläche (6) gegenüberliegende Wand (11) des Raumes (7), in einem Schnitt (II-II) parallel zur Düsenplatte (2), schräg zur Siebfläche (6) angeordnet ist.

3. Adapter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite Zone (10) zur ersten Zone (9) in erweitert.